UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE FAKULTA TĚLESNÉ VÝCHOVY A SPORTU
EMG analýza vlivu vodního prostředí na rehabilitaci u pacientů s Parkinsonovou nemocí Diplomová práce
Vedoucí diplomové práce:
Vypracovala:
MUDr. David Pánek, PhD.
Bc. Kateřina Kotalíková
Praha, duben 2013
Prohlašuji, že jsem závěrečnou diplomovou práci zpracovala samostatně a že jsem uvedla všechny použité informační zdroje a literaturu. Tato práce ani její podstatná část nebyla předložena k získání jiného nebo stejného akademického titulu.
V Praze, dne ……………………………
Evidenční list Souhlasím se zapůjčením své diplomové práce ke studijním účelům. Uživatel svým podpisem stvrzuje, že tuto diplomovou práci použil ke studiu, a prohlašuje, že ji uvede mezi použitými prameny.
Jméno a příjmení:
Fakulta / katedra:
Datum vypůjčení:
Podpis:
______________________________________________________________________
Poděkování Ráda bych poděkovala svému vedoucímu diplomové práce za cenné rady a připomínky v průběhu psaní práce a při vyhodnocování dat, dále bych ráda poděkovala PhDr. Kramerové za pomoc při shánění probandů, Mgr. Jurákovi za zprostředkování prostor k provedení experimentu a Mgr. Táborské za rady a pomoc při používání vyhodnocovacího softwaru EMG Myoresearch firmy Noraxon.
Abstrakt
Název: EMG analýza vlivu vodního prostředí na rehabilitaci u pacientů s Parkinsonovou nemocí. Cíle: Hlavním cílem této diplomové práce bylo porovnat pomocí povrchové elektromyografie elektrickou aktivtitu vybraných svalů u pacientů s Parkinsonovou nemocí při chůzi na suchu a ve vodním prostředí. Dále zjistit ko-kontrakční stupeň svalů dolních končetin u pacientů s Parkinsonovou nemocí během chůze na suchu a ve vodním prostředí. Metody: Jedná se o případovou studii. Výzkumný soubor tvořilo 5 probandů, z toho 2 muži a 3 ženy, ve věku 67,4±7,1. Pomocí povrchového EMG byla hodnocena svalová aktivita m. tibialis anterior, m. gastrocnemius, m. rectus femoris, m. biceps femoris a mm. erectores spinae v úrovni TH/L přechodu. Získaný elektromyografický signál byl analyzován a poté hodnocen normovaný stupeň svalové aktivity při chůzi v různých prostředích a to na suchu a ve vodě a následně hodnocen dynamický ko-kontrakční stupeň. Výsledky: Výsledky poukázaly na shodnou normovanou aktivitu sledovaných svalů ve vodním prostředí, která vypovídá o trvalém vlivu patologického centrálního programu provázející Parkinsonovu nemoc, u kterého pak nedochází ke změně koordinačního vzorce typického pro pohyb ve vodním prostředí. Výsledky neprokázaly pozitivní vliv vodního prostředí při rehabilitaci pacientů s Parkinsonovou nemocí.
Klíčová slova: chůze, Parkinsonova choroba, vodní prostředí, povrchová EMG, WaS EMG
Abstract
Title: An electromyographical analysis of the influence of water environment on the rehabilitation of patients with Parkinson’s disease Aims: The main aim of this Master’s thesis was to compare electrical activity of selected muscles of patients with Parkinson’s disease via electromyography during gate aground and in water environment. Furhter aim was to determine co-contraction level of leg muscles of patients with Parkinson’s disease during gait aground and in water environment. Methods: This thesis is a case study, which was conducted on five probands, two of which were men and three women of age 67,4±7,1. With the use of surface electromyography, an activity was evaluated of m.tibialis anterior, m.gastrocnemius, m. rectus femoris, m. biceps femoris and mm. erectores spinae in place of Th –L junction. Acquired EMG signal was analized and then a standarized level of muscle activity during gait in different environments was evaluated, aground and in water, and afterward a dynamic co-contraction level was evaluated. Results: The results show consistent standardized activity of monitored muscles in water environment, which describes a chronic influence of pathological central program accompanying Parkinson’s disease, where a change in coordination pattern is not observed, typical for movement in water environment. The results of this study did not prove the water environment to have a positive influence on the rehabilitation of the patients with Parkinson’s disease.
Key words: Parkinson’s disease, water environment, surface electromyography, water surface electromyography
OBSAH
1
ÚVOD ..................................................................................................................... 13
2
TEORETICKÁ ČÁST ............................................................................................ 14 2.1
Parkinsonova nemoc ..................................................................................................14
2.2
Fyziologie ...................................................................................................................14
2.3
Patofyziologie extrapyramidového systému ..............................................................15
2.4
Projevy .......................................................................................................................16
2.4.1
Tremor ...................................................................................................... 16
2.4.2
Rigidita...................................................................................................... 17
2.4.3
Hypokineze ............................................................................................... 17
2.4.4
Poruchy stoje a chůze ............................................................................... 18
2.4.5
Jiné příznaky ............................................................................................. 19
2.5
Léčba ..........................................................................................................................19
2.5.1
Farmakologická ........................................................................................ 20
2.5.2
Nefarmakologická ..................................................................................... 21
2.6
Rehabilitace u PN .......................................................................................................21
2.6.1
Individuální terapie ................................................................................... 23
2.6.2
Společnost Parkinson ................................................................................ 25
2.6.3
Skupinové cvičení ..................................................................................... 25
2.6.4
Hydrokinezioterapie.................................................................................. 26
2.7
Povrchová elektromyografie ......................................................................................27
2.7.1
Vnější faktory ovlivňující EMG signál ..................................................... 28
2.7.2
Vodní EMG............................................................................................... 28
2.8
Chůze a EMG .............................................................................................................29
2.8.1
Chůze ........................................................................................................ 29
2.8.2
Studie ........................................................................................................ 30 7
3
4
CÍL, ÚKOLY PRÁCE, ŘEŠENÉ OTÁZKY A HYPOTÉZY................................ 35 3.1
Cíl práce .....................................................................................................................35
3.2
Úkoly práce ................................................................................................................35
3.3
Řešené otázky v rámci práce ......................................................................................35
3.4
Hypotézy ....................................................................................................................36
METODIKA PRÁCE ............................................................................................. 37 4.1
Výzkumný soubor ......................................................................................................37
4.2
Použité metody ...........................................................................................................37
4.2.1 4.3
Sběr dat.......................................................................................................................39
4.3.1
Výběr svalů ............................................................................................... 39
4.3.2
Umístění elektrod ...................................................................................... 39
4.3.3
Provedení experimentu ............................................................................. 40
4.4 5
Aplikace elektrod na kůži ......................................................................... 38
Analýza dat – statistické zpracování dat ....................................................................41
VÝSLEDKY ........................................................................................................... 43 5.1
Intraindividuální hodnocení výsledků ........................................................................44
5.1.1
Proband 1 .................................................................................................. 44
5.1.2
Proband 2 .................................................................................................. 45
5.1.3
Proband 3 .................................................................................................. 46
5.1.4
Proband 4 .................................................................................................. 48
5.1.5
Proband 5 .................................................................................................. 49
5.2
Interindividuální hodnocení výsledků ........................................................................51
5.2.1
Porovnání svalové aktivity při chůzi na suchu ......................................... 51
5.2.2
Porovnání svalové aktivity při chůzi ve vodě ........................................... 52
5.2.3
Porovnání svalové aktivity při chůzi na suchu a ve vodě ......................... 53
5.2.4
Interindividuální porovnání dynamického ko-kontrakčního stupně při
chůzi na suchu a ve vodě ........................................................................................ 55
8
6
DISKUZE ............................................................................................................... 57
7
ZÁVĚR ................................................................................................................... 60
POUŽITÁ LITERATURA ............................................................................................. 61
9
SEZNAM TABULEK: Tabulka 1 - Věková charakteristika probandů ................................................................ 43 Tabulka 2 - Výsledná aktivita svalů při chůzi na suchu u probanda 1 ........................... 44 Tabulka 3 - Výsledná aktivita svalů při chůzi ve vodě u probanda 1 ............................. 44 Tabulka 4 - Výsledná aktivita svalů při chůzi na suchu u probanda 2 ........................... 45 Tabulka 5 - Výsledná aktivita svalů při chůzi ve vodě u probanda 2 ............................. 45 Tabulka 6 - Výsledná aktivita svalů při chůzi na suchu u probanda 3 ........................... 46 Tabulka 7 - Výsledná aktivita svalů při chůzi ve vodě u probanda 3 ............................. 47 Tabulka 8 - Výsledná aktivita svalů při chůzi na suchu u probanda 4 ........................... 48 Tabulka 9 - Výsledná aktivita svalů při chůzi ve vodě u probanda 4 ............................. 48 Tabulka 10 - Výsledná aktivita svalů při chůzi na suchu u probanda 5 ......................... 49 Tabulka 11 - Výsledná aktivita svalů při chůzi ve vodě u probanda 5 ........................... 49 Tabulka 12 - Normované hodnoty EMG aktivity vybraných svalů při chůzi na suchu . 51 Tabulka 13 - Normované hodnoty EMG aktivity vybraných svalů při chůzi ve vodě ... 52 Tabulka 14 - normované hodnoty EMG aktivity vybraných svalů při chůzi na suchu a ve vodě ................................................................................................................................. 53 Tabulka 15 - Zaokrouhlené procentuální vyjádření rozdílnosti aktivity ve vodním prostředí .......................................................................................................................... 53 Tabulka 16 - Ko-kontrakční stupně u jednotlivých probandů, kde s= sucho; v=voda ... 55
10
SEZNAM OBRÁZKŮ: Obrázek 1 - Aplikace elektrod
.................................................................................... 38
Obrázek 2 - Přelepení elektrod kobercovou páskou ....................................................... 38 Obrázek 3 - Zajištění technického vybavení................................................................... 39 Obrázek 4 - Umístění elektrod pohled zezadu ................................................................ 40 Obrázek 5 - Umístění elektrod pohled zboku ................................................................. 40 Obrázek 6 – FLUM - prostory prováděného experimentu ............................................. 41 Obrázek 7 - Markery označující vybrané krokové cykly a svalová aktivita při chůzi ve vodním prostřed v uV. .................................................................................................... 42 Obrázek 8 - Grafické znázornění hodnot normované aktivity vybraných svalů na suchu a ve vodním prostředí u probanda probanda 1 ................................................................ 44 Obrázek 9 - Grafické znázornění normovaných hodnot svalové aktivity vybraných svalů na suchu a ve vodním prostředí u probanda 2 ................................................................ 46 Obrázek 10 – Grafické znázornění normovaných hodnot svalové aktivity vybraných svalů na suchu a ve vodním prostředí u probanda 3 ....................................................... 47 Obrázek 11 - Grafické znázornění normovaných hodnot svalové aktivity vybraných svalů při chůzi na suchu a ve vodě u probanda………………………………………... 48 Obrázek 12 - Grafické znázornění normovaných hodnot svalové aktivity vybraných svalů při chůzi na suchu a ve vodě u probanda 5 ............................................................ 50 Obrázek 13 - Grafické znázornění normovaných hodnot EMG aktivity vybraných svalů u všech probandů při chůzi na suchu .............................................................................. 51 Obrázek 14 - Grafické znázornění normovaných hodnot EMG aktivity vybraných svalů u všech probandů při chůzi ve vodě................................................................................ 52 Obrázek 15 - Průběh procentuálního rozdílu svalové aktivity (TA, GM, RF, BF) jednotlivých probandů při chůzi na suchu a ve vodě ...................................................... 54 Obrázek 16 - Ggrafické porovnání ko-kontrakčního stupně TA/GM v rozdílném ........ 56 Obrázek 17 - Grafické porovnání ko-kontrakčního stupně RF/BF v rozdílném prostředí ........................................................................................................................................ 56
11
SEZNAM ZKRATEK:
CNS - centrální nervová soustava EMG - elektromyografie MVC - maximální volní kontrakce m. - musculus mm. - musculi TA - m. tibialis anterior GM - m. gastrocnemius BF - m. biceps femoris RF - m. rectus femoris ES – mm. erectores spinae L - levý P - pravý DKK - dolní končetiny PN - Parkinsonova nemoc L- Dopa- levodopa
12
1 ÚVOD Parkinsonova nemoc je často se vyskytujícím pomalu degenerujícím onemocněním s plynulou progresí a postihuje i mladší jedince (10 % před 40. rokem věku). Její etiologie není dosud známa, známe pouze mechanismy, které onemocnění způsobí, ale spouštěcí moment je nejasný. Pravidelná pohybová léčba u nemocných trpících Parkinsonovou nemocí je stejně tak důležitá jako pravidelné podávání léků. Při své práci v klubu parkinsoniků, kde jsem vedla skupinové cvičení v tělocvičně, jsem si všimla, že pacienti s Parkinsonovou nemocí nechtějí navštěvovat bazén, který mají zajištěný na každotýdenní cvičení. Nedokázali říci, z jakého důvodu bazén nenavštěvují. Tuto práci jsem si zvolila, abych měla argumenty, proč by měli do vody jít cvičit a co jim cvičení ve vodě přinese za výhody, nevýhody a zda vůbec tedy má smysl pacienty trpící touto chorobou do cvičení v bazénu nutit. Úkolem teoretické části je shrnout dostupné informace o prostředcích využívaných při rehabilitaci pacientů s Parkinsonovou nemocí, při individuálním i skupinovém cvičení, věnovat se budu i cvičení, které je prováděno v bazénu. Hlavním úkolem teoretické části je shrnout informace z dostupných studií zabývajících se chůzí parkinsoniků a chůzí ve vodním prostředí, vše hodnocené pomocí povrchové elektromyografie. Zaměřím se i na studie hodnotící ko-kontrakční stupeň. V neposlední řadě je žádoucí v této části popsat problematiku EMG analýzy a důležité zásady při jejím využití. Úkolem praktické části této práce je navržení metodiky, postupu experimentu se zaměřením na problematiku vodního EMG a provedení experimentu, jehož hlavním cílem je zjištění vlivu vodního prostředí na svalovou aktivitu vybraných svalů při chůzi ve vodě u pacientů s Parkinsonovou nemocí a její porovnání se svalovou aktivitou při chůzi na suchu. Dále předmětem této části bude stanovení ko-kontrakčního stupně svalů dolní končetiny (m. tibialis anterior/ m. gastrocnemius, m. rectus femoris/ m. biceps femoris) a jeho porovnání v rozdílných prostředích. .
13
2 TEORETICKÁ ČÁST 2.1 Parkinsonova nemoc Ovládání pohybu lidského těla je velmi složitý proces, na kterém se podílí mozek, mícha, nervové svazky, šlachy a klouby. Volní pohyby jsou volní co do svého cíle, nikoli svými prostředky. Na celkovém výsledném pohybu se podílí celá řada systémů v centrální nervové soustavě (CNS) lokalizovaných od mozkové kůry po periferní nervová zakončení ve svalech a výkonný orgán - sval, kloub. Na motorickou dráhu pyramidovou působí další systémy jako je mozečkový, extrapyramidový, vestibulární. První ucelený popis nemoci uvedl James Parkinson v roce 1817 ve své knize An Essay od the Shaking palsy (Berger et al., 2000; Pahwa et al., 2004). Záhy byl výskyt nemoci potvrzen dalšími lékaři a nemoc byla pojmenována po svém objeviteli. Výskyt Parkinsonovy nemoci v populaci se pohybuje mezi 84 - 187 postiženými na 100 000 obyvatel, u osob starších 60 let je postihováno více než jedno procento této populace. Parkinsonova nemoc se vyskytuje na celém světě, v průmyslově vyspělých i převážně zemědělských a vývojových státech. V případě onemocnění Parkinsonovou chorobou se na poruše pohybu podílí tzv. extrapyramidový systém - bazální gamnglia, substantia nigra, nucleus ruber (Roth et al., 2005; Berger et al., 2000). Podle moderních koncepcí je pojem extrapyramidový systém nevhodný, protože pyramidový systém nelze oddělit od dalších motorických systémů, jako jsou bazální ganglia, mozeček včetně mozečkových jader, parvicelulární část nukleus ruber, pontinných a retikulárních jader, inferiorické dráhy v kmeni a míše. Všechny oblasti kortexu jsou spojeny se striatem kortikostriatálními drahami (Berger et al., 2000).
2.2 Fyziologie Jak už je uvedeno výše, schopnost ovládat pohyby lidského těla je velmi složitý proces. Plán tohoto pohybu, jeho účelnost a souhra jsou výslednicí spolupráce mnoha oblastí mozku. Bazální ganglia zaujímají jedno z významných postavení těchto funkcí (Roth et al., 2009). Pro snadnější pochopení mechanismu vzniku PN je vhodné uvést stručné vysvětlení některých pojmů anatomie a fyziologie pohybové soustavy. Buňky nervového systému jsou mezi sebou propojeny pomocí svých výběžků, které se svými konci dotýkají. Toto spojení je nazýváno synapsí. Přenos signálu 14
je závislý na přítomnosti mediátorů (transmiterů) v synaptických váčcích. Po uvolnění ze synaptického váčku pokračuje mediátor synaptickou štěrbinou a je vázán na
bílkovinný
receptor
další
nervové
buňky
lokalizovaný
na
membráně
postsynaptického útvaru (Langmeier, 2009). Receptor bývá citlivý vždy jen vůči jednomu transmiteru, ostatní nechává v prostoru synapse. Přenos informace z jedné nervové buňky na druhou je umožněn spojením transmiteru s receptorem (Roth et al., 2009). Dopamin je neurotransmiter, vyskytující se v centrálním nervovém systému. Je to aromatická aminokyselina skupiny katecholaminů, která vzniká přeměnou aminokyseliny tyrosinu přes meziprodukt L-DOPA. Regulační význam v syntéze dopaminu má enzym tyrosinhydroxyláza. Míra aktivity tohoto enzymu je přímo závislá především na zpětné vazbě dopaminerních receptorů presynaptické membrány nigrální buňky, aktivace těchto receptorů způsobí útlum aktivity tyrosinhydroxylázy. Jedná se tedy o zpětnou vazbu útlumu syntézy finálním produktem (Berger et al., 2000).
2.3 Patofyziologie extrapyramidového systému Parkinsonova choroba vzniká a vyvíjí se díky prohlubujícímu se deficitu dopaminu v nigrostriatálním systému, převážně v bazálních gangliích, avšak všechny projevy PN nelze přičítat pouze nedostatku dopaminu v bazálních gangliích (Berger et al., 2000). Bylo zjištěno, že v mozcích pacientů s PN dochází ke změnám i jiných neurotransmiterů a systémů, trápí své nositele v pozdějších stádiích onemocnění a bohužel nereagují na léčbu založenou na náhradě dopaminu. Proč dochází ke snižování tvorby dopaminu, je již známo. Dochází k umírání buněk pars comapacta substantia nigra a je sníženo množství dopaminu transportovaného axony těchto buněk do striata. Striatum a jeho postsynaptický receptorový systém zůstávají intaktní a strukturální změny probíhají jen v presynaptické, tedy nigrální oblasti. Proč ale dochází k této apoptóze, není dosud známo. Víme však, že má-li se PN projevit, musí být minimálně 50 % buněk substantia nigra, které produkují dopamin, zničeno a dopamin ve striatu musí poklesnout minimálně o 70 – 80 % z původního množství. Je známo, že i u zdravých osob dochází v průběhu stárnutí k poklesu počtu těchto buněk a množství dopaminu, nikoli ve výše uvedené míře. Objevila se nová hypotéza vývoje PN založená na studiích H. Braaka. Dle studií první změny nastávají několik let před 15
vyvinutím hybných obtíží v dolní části mozkového kmene. Projevují se poruchami spánku, zhoršením čichu a depresemi. Později dojde ke změnám hybných projevů způsobených nedostatkem dopaminu v důsledku zániku nervových buněk horního kmene. V dalším vývoji PN se chorobné změny přesouvají do mozkových hemisfér a jsou odpovědné za ještě pozdější projevy PN, jako jsou poruchy paměti. Zatím toto ale zůstává pouze hypotézou a stejně jako další studie bohužel neodpovídá na otázku, proč celý problém vzniká. Vznik nemoci je pravděpodobně podmíněn chorobným procesem, určitou cestou chemických změn v mozku. Proces ale lze spustit mnoha způsoby: změněnou dědičnou informací, získanou poruchou, vlivem zevního prostředí (Roth et al., 2009).
2.4 Projevy Obvykle necharakteristické jsou první projevy Parkinsonovy nemoci. Patří mezi ně bolesti ramen, zad, pocity tíže končetin, ztráty výkonnosti, poruchy spánku, zácpa, tichost a monotónnost hlasu, zhoršení písma, stav deprese, snížení sexuální výkonnosti atd. Tyto příznaky, ale doprovázejí i jiná onemocnění, nelze tedy na základě těchto stanovit diagnózu. Později, o řadu měsíců, se objevují čtyři základní a typické příznaky Parkinsonovy nemoci – tremor (třes), rigidita (svalová ztuhlost), hypokineze (celková zpomalenost a chudost pohybů) a poruchy stoje a chůze (Roth et al., 2009). 2.4.1 Tremor Většinou je prvním problémem, který nemocného přivádí k lékaři. Třes nebo ztuhlost končetin ne vždy ale ukazuje pouze na Parkinsonovu nemoc (Berger et al., 2000). Třes typický pro Parkinsonovu nemoc poznáme podle základní vlastnosti: Objevuje se převážně na končetinách, hlava bývá třesem postižena vzácně. Může být přítomen třes brady. Začíná na prstech horní končetiny a výrazněji na pravé nebo levé končetiny. Symetrický třes od samého začátku na obou končetinách nebývá projevem Parkinsonovy nemoci. Pohyb třesoucích se prstů bývá přirovnáván k počítání peněz. Postupem onemocnění se třes šíří i na stejnostrannou dolní končetinu a následně přechází na druhostrannou polovinu těla, není to ale podmínkou. Frekvence třesu je pomalá, zhruba 4 – 6 kmitů za sekundu. Třes je převážně klidového charakteru, při pohybu mizí. Často je třes patrný při svěšených končetinách při chůzi. Pokud pacient končetinami začne pohybovat, třes se zmírní. V pokročilejších stádiích onemocnění třes 16
neustává ani při pohybu, pak například pacienta obtěžuje při jídle. Třes je závislý na emoci. Zvýrazňuje se rozrušením, strachem, úzkostí, radostí a očekáváním, naopak ve spánku mizí a duševním uvolněním se snižuje (Berger et al., 2000; Roth et al. 2009). Nedostatek dopaminu v bazálních gangliích se projevuje nedostatečným útlumem v těchto strukturách, převáží vliv acetylcholinu, kterého je dostatek. Pomocí spojů mezi jednotlivými strukturami bazálních ganglií se nepřiměřená aktivita přenáší na buňky, které mají přímý vliv na kontrolu pohybů. Dopamin by měl buňky v aktivitě tlumit, ale bez správné hladiny dopaminu vysílají elektrické rytmické impulsy, které se přenášejí do pohybového projevu, třesu (Roth et al., 2009). 2.4.2 Rigidita Svalová ztuhlost se projevuje abnormálním zvýšením normálního svalového napětí, především flexorů, ale i extenzorů, což má za následek flekční držení trupu i končetin, které je potřebné k udržení vzpřímeného stoje a k provedení pohybu. Rigidní sval klade při činnostech větší odpor, některými pacienty je tento odpor přirovnáván k pohybu v hluboké vodě. I tento příznak většinou začíná nesymetricky. V časných fázích bývá svalová ztuhlost pociťována jako bolest či nepříjemný prožitek zvýšeného napětí v ramenech nebo v zádech. Ztuhlost vede k šetření příslušné svalové skupiny a přetížení jiných svalů. Pacient často napadá na jednu dolní končetinu, má pocit přeleželého krku, obtížně provádí pohyb v celém možném rozsahu. Též tento projev souvisí s nedostatkem dopaminu v bazálních gangliích. Nedostatek jeho tlumivého účinku se přenáší na části mozku, které jsou odpovědné za regulaci svalového napětí ((Berger et al., 2000; Roth et al., 2009). 2.4.3 Hypokineze Projev nezávislý na míře svalové ztuhlosti. Projevují se ztrátou nebo snížením schopnosti začínat pohyb, např. rozejít se, postavit se ze sedu. Také automatické pohyby, souhyby horních končetin při chůzi jsou sníženy či omezeny. Celá spontánnost pohybů je zpomalená, méně výrazná (Roth et al., 2009). Hypokineze je manifestována výraznou mimickou chudostí obličeje hypomimií, řídkým mrkáním, tichou monotónní řečí, zmenšováním písma apod. (Berger et al., 2000; Roth et al., 2009). Velmi problematické je náhlé přerušení pohybu - tzv. freezing, zamrznutí. Tento pojem označuje situaci, kdy nemocný uprostřed pohybu najednou ztuhne a není schopen 17
dále pokračovat v pohybu ani tam, ani zpět. Stává se to i při ulehnutí, kdy pacient není schopen dokončit pohyb a položit hlavu na polštář, drží tedy hlavu několik centimetrů nad polštářem. Toto se děje i ve spánku, kdy nemocný není schopen přetočit se ze strany na stranu nebo změnit polohu těla. Nejen začátek pohybu, ale celkový pohybový projev je často přirovnáván ke zpomalenému filmu. Pacient má problémy s běžnými denními činnostmi (s oblékáním, čištěním zubů, při jídle). Vzácně se může přechodně prohloubit zpomalení do naprosté neschopnosti provedení pohybu. Mechanismus vedoucí k těmto obtížím je opět spojen s nedostatkem dopaminu a projevuje se v selhání vlastního výkonu pohybu, ale i v tvorbě pohybového plánu, v přípravě, v představě, jak bude pohyb vypadat (Roth et al., 2009). 2.4.4 Poruchy stoje a chůze Charakteristické je sehnuté držení trupu, šíje a pokrčení končetin (Roth et al., 2009). Zpomalení pohybu spěje k šouravému kroku, pomalejšímu startu chůze ze sedu a zpomaleným obratům. Ztuhlost působí na těžiště, které se proti normě posouvá vpřed. Ztuhlost ovlivňuje plynulost stereotypu chůze. Lze tedy říci, že porucha chůze u pacientů s Parkinsonovou nemocí je výsledkem více příznaků choroby, je závislá na tíži nemoci, momentálním stavu nemocného a užívaných lécích (Mečíř, 1997). Chůze u parkinsonika je v literaturách popisována jako šouravá, s malými krůčky, chybí synkyneze horních končetin, které přetrvávají v klidu a jsou připažené. Neobratnost v otáčkách a již zmiňovaný typ chůze mohou být prvními příznaky, které pacient zpozoruje (Rektor, Rektorová, 2003). Pro parkinsonika je specifická porucha koordinace pohybu. Příčinou je pravděpodobně porucha metabolických pochodů v centrech mozku postiženého nedostatkem dopaminu produkovaného specializovanými buňkami v bazálních gangliích, porucha jeho transportu a jeho schopnosti správně působit na nervové buňky v cílových místech (Mečíř, 1997). Dochází k náhlým zárazům pohybu (zamrznutí, freezing) - zkrácení kroku, přešlapování na místě a neschopnost se znovu rozejít, především před překážkou, či v zúženém prostoru, i v menší místnosti či místnosti plné předmětů. U pacientů s Parkinsonovou nemocí se objevují tzv. pulze - pocit tahu dopředu či dozadu, které vychylují těžiště těla. Tah bývá natolik silný, že pacienti ztrácí rovnováhu a můžou až upadnout. Ne všechny pády lze ale přisuzovat pulzím. Nemocní snadno zakopnou a léky, které užívají, mohou vyvolávat poklesy krevního tlaku, následkem pak dojde k pádu (Roth et al., 2009). 18
2.4.5 Jiné příznaky Poruchy řeči - dysartrie, vyskytují se u většiny pacientů. Jde především o ztišení hlasu a nedostatečnou melodičnost. Řeč je často zpomalena, ale někteří pacienti trpí v určitých okamžicích i zrychleným tokem drmolivé řeči a řeč je naprosto nesrozumitelná. Občas se může objevit náhlý záraz v řeči či opakování posledních slov nebo vět (Roth et al., 2009). Poruchy vegetativního nervstva - především výrazný sklon k zácpě. Dalším nepříjemným příznakem bývá náhlý pokles krevního tlaku, zvýšená sekrece slin (spíše snížené polykání), potu, slz a kožního mazu, především v obličeji. U některých pacientů se projevují obtíže s močením a sexuální nedostatečností. Časté jsou poruchy spánku, které vznikají na podkladě mnoha faktorů, nedostatečnou pohyblivostí nemocného v průběhu noci, jeho psychickým stavem a buzením pro dráždění močového měchýře (Roth et al., 2009). Psychické problémy - v počátcích onemocnění se objevují neurotické příznakycelková slabost, unavitelnost, afektivní labilita, poruchy spánku (Berger et al., 2000). Dále jde především o deprese (pocity nepřiměřeného smutku, zoufalství, beznaděj, vina, podceňování se atd.). Deprese se mohou projevovat i celkovou skleslostí, nadměrnou únavou, poruchou spánku, poruchou příjmu potravy a dalšími čistě tělesnými prožitky a příznaky. Deprese nebývá závislá na stupni pohybového postižení. Pravděpodobně ji vyvolává poškození transmiterové a receptorové rovnováhy, která je u PN spouštěcím mechanismem celého onemocnění. Menší část pacientů trpí v pozdních fázích onemocnění demencí. Pokud se objeví, je téměř znemožněno dále pracovat a pečovat o sebe (Roth et al., 2009).
2.5 Léčba Pro optimalizaci léčby je důležité diagnostikovat PN včas, avšak klinická diagnóza s nevyhraněnými symptomy je velmi obtížná (Berger et al., 2000). Parkinsonovu nemoc nelze vyléčit, je ale možné dlouhodobě a účinně potlačovat její příznaky. Pro nemocné je důležité vytvořit si vhodný postoj k onemocnění a k jeho léčbě. Pacient by neměl spoléhat pouze na lékaře a užívání léků. Důležitá je vlastní vůle k pravidelnému pohybu, cvičení, k aktivnímu překonávání obtíží, hledání náhradních
19
způsobů řešení při zdravotních komplikacích života. Neméně důležitá je podpora rodiny (Roth et al., 2009). Současně je přistupováno k léčbě časných stádií PN dle pravidel a doporučení Movement Disorders Society (MDS). MDS je mezinárodní profesionální organizace zastřešující klinické lékaře, výzkumníky a další zdravotnické odborníky, kteří působí na poli PN. Přístup je veden medicínou založenou na důkazech a je hodnocena účinnost, bezpečnost a možná neuroprotekce jednotlivých lékových skupin (Bareš, 2010). 2.5.1 Farmakologická V současnosti
mají
pacienti
s
PN
k dispozici
řadu
dopaminergních
i nedopaminergních léků, které jsou používány na základě zkušeností k potlačení příznaků PN (Bareš, 2010). 2.5.1.1 Základní léky- nahrazují chybějící dopamin Levodopa:
přirozená
látka,
z níž
běžně
v těle
člověka
jednoduchou
enzymatickou přeměnou vzniká dopamin. V léčbě Parkinsonovy nemoci se používají pouze kombinované přípravky levodopy s inhibitory dopadekarboxylázy benserazidem nebo karbidopou. U pacientů s PN potlačuje levodopa především základní příznaky onemocnění - zpomalenost a omezení pohybu, svalovou ztuhlost a třes, přesto ovlivnění třesu nebývá vždy dokonalé. Levodopa může vyvolávat různé vedlejší účinky (kolísání krevního tlaku a srdeční činnosti, nevolnost, zvracení), ale většinu z nich lze velmi snadno odstranit vhodným postupem při nasazování a vedení léčby. Existuje levodopa v gelové formě podávaná pumpou do tenkého střeva. Využívá se především tam, kde je zachována odpověď na levodopu, ale léčba je provázena těžkými komplikacemi kolísáním stavu hybnosti, mimovolními pohyby a případně psychotickými projevy. Je rezervována pro nejtěžší případy pokročilé PN, kde byly ostatní možnosti léčby vyčerpány (Roth et al., 2009). Agonisté dopaminu: látky, které procházejí z krevního oběhu do mozku a nevyžadují žádné další metabolické přeměny a samy účinkují na příslušném receptoru podobně jako dopamin. Hlavní využití této skupiny léků je u pacientů trpících komplikacemi pokročilé nemoci - fluktuace hybnosti a polékové dyskineze. Přídavkem agonisty k levodopě se tlumí kolísání stavu hybnosti a je možné snížit dávky levodopy. Tím se podaří zmírnit dyskineze. Další možnost využití agonistů je jejich samostatné 20
podávání v časném stadiu onemocnění. Účinek těchto léků nastupuje pomaleji než u levodopy a nebývá tak vydatný. Tím se oddaluje potřeba léčby levodopou a snižuje se výskyt pozdějších komplikací (Roth et al., 2009). 2.5.2 Nefarmakologická U části pacientů s pozdními komplikacemi PN je indikována neurochirurgická léčba. Je využívána u pacientů, u nichž došlo k vyčerpání dosavadní medikamentózní léčby. Nejčastěji se využívá chronická mozková stimulace, radiofrekvenční termoleze, stereotaktická radiochirurgie pomocí gama nože (Bareš, 2010). Progresivní se jeví chronická mozková stimulace (DBS, z angličtiny deep brain stimulation) jako metoda volby v léčbě pozdních komplikací (Bareš, 2010). Výhodou stimulačních technik je možnost přesného dávkování stimulačních parametrů k ovlivnění projevů onemocnění za minimalizace nežádoucích projevů. Cílovou strukturou u pacientů s pokročilou PN je především subthalamické jádro, jehož funkční vyřazení vede k příznivému ovlivnění projevů PN (Pulkrábek, 2003). Je využíváno působení nízkonapěťového vysokofrekvenčního elektrického proudu. Podstatou této metody je zavedení jemné elektrody do mozku a její napojení na stimulátor uložený v podkoží, obvykle pod klíční kostí. DBS ovlivní různé příznaky PN dle zacílení struktury v bazálních gangliích. Je nutné zdůraznit, že i přes svůj velmi dobrý efekt DBS neléčí samotnou podstatu PN, ani nezpomaluje její rozvoj. Jde především o způsob, jak ovlivnit motorické příznaky PN. Indikací DBS je stav, kdy se u pacienta rozvíjejí motorické komplikace PN, které již nelze upravit podáváním léků, nesmí být zároveň přítomna porucha paměti, myšlení, poznávacích funkcí a deprese. Důležitým předpokladem je normální nález na magnetické rezonanci mozku. Existují stavy, které vylučují provedení DBS - neodpovídavost základních příznaků na L-dopa, demence, deprese, poruchy poznávacích funkcí, závažné celkové onemocnění a zdravotní stav, který vylučuje provedení operace v celkové anestezii (Baláž, 2007).
2.6 Rehabilitace u PN Rehabilitační léčba tvoří spolu s farmakologickou terapií součást komplexní terapie Parkinsonovy nemoci. Rehabilitační léčba může být účinná při zvládání některých obtíží v aktivitách všedního života, kde farmakologie má omezený efekt nebo selhává (Ressner, Šigutová, 2001). K optimálnímu léčebnému působení na pacienty 21
s Parkinsonovou nemocí nestačí užívat léky, přestože mnozí pacienti by toto rádi uvítali. Dnes dostupné léky zmírňují projevy nemoci, ale nevedou k návratu ztracených funkčních schopností. Jako úspěšnější se považuje takové léčení, které kombinuje užívání léků s dalšími postupy. Nedílnou součástí péče o pacienty s Parkinsonovou nemocí jsou režimová opatření a v neposlední řadě léčebná rehabilitace, cvičení a pohybová reedukace (Roth et al., 2009). U pacienta postiženého Parkinsonovou nemocí je nepřiměřeně zvýšeno klidové napětí ve všech svalech a zároveň chybí i schopnost tento hypertonus utlumit alespoň ve svalech, které se při pasivním pohybu mají uvolňovat. Je to vyčerpávající a vede postupně až k neochotě pohybu vůbec. Neochota pohybu je důsledkem zpomalení činnosti nervových buněk řídících pohyb. K tomu, aby pohyb mohl začít, je zapotřebí emoční podnět. Z hlediska pohybového chování je nutné postiženého nutit k nějaké činnosti, která ho irituje, a tím vytváří spouštěcí emoční stimulační impuls k pohybu (Véle, 2008). Léčebná rehabilitace se jako nedílná součást komplexní péče o pacienty s Parkinsonovou nemocí zaměřuje na ovlivnění pohybu (převážně rigidity, tremoru, hypokineze), ovlivnění symptomů dysfunkcí
autonomního
nervového
systému,
kterými
jsou
dysfunkce
gastrointestinálního systému, močového měchýře, spánku a dýchání (Pospíšil, 2008; Hoskovcová, 2010). Je vhodné začít s rehabilitací již v počátečních fázích nemoci, aby si pacient osvojil adekvátní pohybové aktivity jako návyk. V neposlední řadě je významným důvodem pro neodkladné zahájení fyzioterapie možnost využití plasticity mozku, kdy můžeme aktivovat určité funkční rezervy centrálního nervového systému, a zvýšit tak potenciál pro nácvik nových pohybových dovedností (Hoskovcová, 2010). Fyzioterapie hraje důležitou roli v prevenci svalového oslabení, omezení rozsahu hybnosti, zhoršování kondice a sociální izolace. Důležité je průběžné přizpůsobování se měnícím se kognitivním schopnostem jedince, medikaci, procesu stárnutí a další přidruženým chorobám. Vhodné rehabilitační programy napomáhají v časné fázi k udržení celkové kondice, mohou oddálit nástup typických sekundárních příznaků - poruchy chůze, pády, neschopnost změnit polohu těla, celková svalová slabost, kloubní ztuhlost, orofaciální a respirační dysfunkce. Léčebná rehabilitace u Parkinsonovy nemoci zahrnuje fyzioterapeutické postupy prováděné individuálně nebo formou skupinového cvičení, vodoléčbou a v neposlední řadě ergoterapií. (Kolář at al., 2009)
22
2.6.1 Individuální terapie Základem pohybové terapie je správné dýchání, držení těla, kvalitní provedení pohybu a postupné zvyšování obtížnosti cviků. Je kladen důraz na využití uvědomění a zpětné kontroly pomocí biofeedbacku, tedy kontrolu pohybu, nejjednodušeji zrcadly (Hoskovcová, 2010). Nejprve se zaměřujeme na zlepšení postury pacienta, korekci semiflekčního držení trupu a končetin. Pomocí technik měkkých tkání se protahují fascie na zádech i na hrudníku, převážně v oblastech dolních mezižeberních prostor, které bývají často uzavřené, během dechového cyklu pak nedochází k aktivaci interkostálních svalů a jejich insuficience je nahrazována pomocnými dýchacími svaly. Dále můžeme mobilizovat žebra a střední hrudní páteř do trakce a extenze, snažíme se o nácvik aktivní segmentové hybnosti v hrudní páteři, která je po většinu dne v rigidní flexi. Pacient je od začátku zaučován v autoterapii. S pohybem hrudní páteře souvisí i správné nastavení hrudníku a nácvik správného stereotypu dýchání. Na končetinách jsou protahovány fascie a měkké tkáně a v případě rozvíjejících se kontraktur se snažíme o maximální udržení elasticity měkkých tkání. Techniky měkkých tkání můžeme doplnit mobilizacemi kloubů v oblasti horní i dolní končetiny a pletenců. Jsou prováděny izometrické trakce v kyčelních kloubech, protahování zejména adduktorů kyčelních kloubů a flexorů kolenních kloubů. Pacienta je vhodné instruovat ohledně automobilizačních a autorelaxačních technik. Při cvičení je vyžadována plynulost pohybu, jeho opakování a vždy plný možný rozsah. Fyzioterapeutický plán je cílen podle dominující poruchy daného pacienta. V případě výskytu rigidity a akineze jsou do cvičení zařazovány hlavně švihové pohyby o velkém rozsahu, případně i se zátěží. Pokud převažuje svalová slabost a celkově snížená výkonnost, je nutné respektovat únavu pacienta, vhodné je cvičit bez zátěže a s menším počtem opakování. Jednoduchá balanční cvičení s cviky posilující dolní končetiny zlepšují stabilitu a snižují frekvenci pádů. Nejobtížněji jsou ovlivňovány třes a svalová slabost. Je vhodné využít technik na neurofyziologickém podkladě (Vojtova reflexní lokomoce, Bobath koncept) ve snaze zlepšit držení těla a svalovou koordinaci. Nesmíme opomenout ani orofaciální oblast. Využívají se techniky měkkých tkání, postizometrická relaxace obličejových svalů a mobilizace temporomandibulárního kloubu, vše napomáhá k uvolnění mimického svalstva. Vhodně je zařadit cvičení před zrcadlem. Za vhodné je uváděno i cvičení a plavání v bazénu (Kolář a kol., 2009). Jako pomocná terapie se uplatňuje canisterapie
23
v rámci komplexní terapie u pacientů trpících Parkinsonovou nemocí. V praxi se převážně využívá polohování, ale nenahraditelný terapeutický vliv canisterapie je i v ovlivnění složky psychické a psychosociální, protože deprese a s tím související ztráta sociálních kontraktů, je častou součástí onemocnění (Volšická, 2004). Důkazem efektivity rehabilitační léčby se v minulosti zabývala celá řada autorů v rámci různých výzkumných studií. V roce 2007 dosavadní práce shrnuli a zhodnotili Jobges a kol. s jasným výsledkem vyznívajícím jednoznačně ve prospěch pozitivního efektu rehabilitace (Pospíšil, 2008). 2.6.1.1 Nácvik chůze Chůze nemocných Parkinsonovou chorobou je pomalejší ve srovnání se zdravými jedinci, je prodlouženo trvání chůzového cyklu a jednotlivých fází chůzového cyklu, dochází ke změně poměrů oporové a bezoporové fáze ve prospěch oporové a je prodloužena doba dvojí opory ve srovnání s chůzí zdravých jedinců (Dupalová et al., 2005). Pacienti s Parkinsonovou nemocí zkracují kroky a mají šouravou chůzi. Při nácviku chůze je důležité zejména vkládat rytmické prvky do cvičení. Často se chůze nacvičuje při hudbě nebo pochodu, nebo za rytmických a rázných povelů terapeuta. Neméně důležitá je korekce terapeutem při udržení délky kroku, pravidelnosti chůze, zvedání kolen, souhyby horních končetin a hlídat pacienta, aby postupně zkracoval krok a nevracel se ke špatnému stereotypu chůze. Vnější kontrola terapeutem a stimulace pacienta hlasem je velmi důležitá. Byl zjištěn pozitivní efekt na vnější hlasové nebo jiné zvukové stimuly. Rytmus prý je řeč, které centrální nervový systém rozumí. Vliv byl zachován i po vysazení dopaminergní medikace (Ressner, Šigutová, 2001). Též je vhodné využít při nácviku chůze překonávání optických bariér a chůze po vyznačených trasách. Je možné využití pomůcek, např. různé velikosti míčů pro rytmické hody o zem, kopání míče nebo jiného předmětu střídavě před sebou (Dupalová et al., 2005). K nácviku chůze lze mimo jiné využít i chodící pásy. Tento trénink má vliv na motorický projev u pacientů s Parkinsonovou nemocí (Tupá et al., 2013). Během pohybové léčby učíme pacienty sebekontrole pohybových mechanizmů, aby sami mohli provádět korekce vlastního pohybu v budoucnu (Ressner, Šigutová, 2001).
24
2.6.2 Společnost Parkinson Založená byla v roce 1994 z podnětu lékařů z kliniky 1. LF UK v Praze. Jedná se o pacientskou organizaci a sdružuje zejména pacienty s Parkinsonovou nemocí, jejich příbuzné, lékaře a sympatizanty. Společnost Parkinson má sídlo v Praze a působnost na území České republiky. Na území České republiky má již 20 klubů. Kluby organizují skupinová cvičení pacientů a besedy s přednáškami. Společnost také organizuje během roku několik týdenních rekondičních pobytů. Organizace vyplňuje některé mezery zdravotního systému, které jsou u nás v péči o parkinsoniky, zejména v rehabilitační péči a v edukaci nemocných a příbuzných. Pravidelně organizuje cvičení v tělocvičnách a bazénu. K edukační činnosti využívá i publikaci svého časopisu Parkinson (Ressner, Šigutová, 2001; Parkinson Ostrava, 2012; Roth et al., 2009). 2.6.3 Skupinové cvičení Pacienti jsou po individuálním zácviku převáděni do skupinového cvičení. Je využívána kombinace cviků ovlivňující držení těla, akinezi a rigiditu. Sestavu zahajujeme dechovým cvičením, které je důležitou součástí pro nácvik řeči. Je nacvičován hluboký nádech s průběhem inspiria až do dolních mezižeberních prostor a s aktivací celé břišní stěny až do třísel. Oblast ramen zůstává uvolněná, následuje pomalý, řízený výdech. Pro usnadnění si pacienti mohou položit ruce na dolní hrudník nebo třísla, aby lépe kontrolovali hloubku nádechu. Udržet správný dechový stereotyp se pacienti snaží i při dalších cvicích. Jsou nacvičovány švihové pohyby, zejména do extenze, není vhodné zařazovat pohyby na výdrž, které aktivují více flexorové skupiny. Švihové pohyby trupem napomáhají napřímenému držení těla, švihové cviky horních končetin zlepšují chůzi. Reedukace chůze je snahou odstranit šouravé malé kroky, je kladen důraz na vzpřímené držení páteře. Pacient je motivován k prodloužení kroku i za cenu rozšířené báze a ke zvedání celé nohy nad podložku během švihové fáze kroku. Je nacvičována chůze po značkách pro udržení přiměřené délky kroku, pacient je instruován k soustředění se na souhyb horních končetin, které pozitivně ovlivňují rytmus chůze i stabilitu. Lze využít i lehkých činek (½ - 1 kg), které prodlouží setrvačnost, a tím souhyb horních končetin. Koncentrace a pozornost je zlepšována cviky s míči, kuželkami a jiným náčiním (Kolář a kol., 2009). Pozitivní vliv hudby na hybnost pacientů s Parkinsonovou nemocí je znám již řadu let. Za vhodné se proto považuje zařazení jednoduchých tanečních prvků i složitějších tanců do komplexního přístupu k pacientům trpícím Parkinsonovou nemocí (Tupá, 2012, Pánek et al. 2013). 25
Při skupinovém cvičení terapeut používá hlasité slovní instrukce, výhodné je cvičení za rytmického doprovodu bubínku nebo hudby. Opakování terapeutových pokynů, počítání během cvičení, zpěv a smích uvolňují ztuhlost mimického svalstva. Délka cvičební jednotky musí být přiměřená stavu a schopnostem pacientů. Na rozdíl od zdravých cvičenců vyžaduje u parkinsoniků každý pohyb, především jeho start, vědomé úsilí (Kolář a kol., 2009). Skupinové cvičení je velmi osvědčené u pacientů s Parkinsonovou nemocí. Působí motivačně, zajišťuje variabilitu cviků i pravidelný sociální kontakt pacienta a pohybovou aktivitu. Vhodné je převážně pro zdatnější pacienty na podobné pohybové úrovni (Jeřábková, 2010; Kolář a kol., 2009). Léčebná rehabilitace má na průběh onemocnění pozitivní vliv pouze tehdy, je-li prováděna pravidelně a stále. Vhodné je střídat rehabilitaci individuální, skupinovou, lázeňské a rekondiční pobyty a sportovní aktivity (Jeřábková, 2010). 2.6.4 Hydrokinezioterapie Dle Čelka (1997) se odporem vody při hydrokinezioterapii posilují jednotlivé svalové skupiny a zároveň se dosáhne lehčího svalového uvolnění, což zlepšuje schopnost opakovat maximální svalové napětí. Cvičením ve vodě se harmonicky rozvíjí statická i dynamická funkce. Plavání přestavuje pohybovou aktivitu za dokonalé vzájemné souhry pohybového aparátu. Při přeplavání stejné vzdálenosti, stejným plaveckým stylem, jsou u plavců vidět velké rozdíly. Svalová atrofie může způsobit pokles celkové specifické hustoty, tedy tělo se více vznáší, naopak spasticita vede ke zvýšení celkové specifické hustoty. Parkinsonikům je jako vhodná pohybová aktivita doporučováno plavání (Jeřábková, 2010; Kolář a kol., 2009), též společnost Parkinson ve svých klubech organizuje cvičení v bazénu. I podle americké asociace pro Parkinsonovu nemoc je voda vynikajícím prostředím pro každého s diagnózou Parkinsonovy nemoci. Vztlak vody způsobí na lidském těle pocit svobody a uvolnění a jednodušší provedení pohybů. Cvičení ve vodě je vyzdvihováno především z důvodu prevence pádů a dalších zranění jimi způsobených, posilování posturálních svalů a uvolnění ztuhlosti, rigidity (O’Nihill et al., 2001; Haggerty, 2009). Rosenstein (2008) ve své knize věnované cvičení v bazénu pro pacienty s Parkinsonovou nemocí uvádí, že jakékoliv cvičení, zvláště pak ve vodě, napomáhá zvyšovat tělu sílu, zlepšuje stabilitu a problémy s chůzí a v neposlední řadě udržuje jejich duševní pohodu. Dále uvádí, že pacienti jsou více 26
náchylní k pádům, pokud je jejich síla hamstringů nižší než 2/3 síly quadricepsu. Když je quadriceps silnější, tělo je tlačeno vpřed, a to způsobuje nestabilitu. Proto je důležité udržovat sílu předních a zadních svalů stehna v rovnováze, a tím zlepšit stabilitu těchto pacientů. Toho můžeme dosáhnout cvičením ve vodě, protože toto cvičení způsobuje práci svalů v páru- tedy pro každý sval, který táhne vzad, antagonistický sval proti tomu táhne vpřed. Odhaduje se, že voda zvyšuje odpor těla o 12 – 14 %. Hlavní výhody cvičení ve vodě tedy jsou:
snižování bolesti
zvyšování rozsahu pohybu a pružnosti
udržování či zlepšování svalové síly
získání nebo zlepšení stability
zlepšení kardiovaskulárních funkcí ( Rosesnstein, 2008; O’Nihill et al., 2001)
2.7 Povrchová elektromyografie Elektromyografie
(EMG)
je
experimentální
vyšetřovací
metoda,
která
prostřednictvím snímání bioelektrických signálů zachycuje činnosti nervosvalového systému a svalů, elektrické děje nervových a svalových buněk (Dufek, 1995), a podává tak obraz o aktivitě svalů, a tím nabízí možnost objektivnějšího hodnocení neuromuskulární činnosti. Jednou z předností povrchové EMG je možnost neinvazivně a relativně snadno snímat aktivitu více svalů současně v průběhu pohybu. Je tedy možné se blíže vyjádřit nejen k velikosti svalové aktivity, ale i komplexněji ke svalovým synergiím, sekvenci zapojování jednotlivých svalů, svalové únavě a dalším. Povrchová EMG je v kineziologickém výzkumu využívána zejména ke sledování a hodnocení mechanismů strategie kontroly pohybu za fyziologických i za patologických podmínek (Krobot, Kolářová, 2011). Podstatou EMG je snímání akčních potenciálů aktivních motorických jednotek v okolí elektrody. Důležité je dodržet určitá metodická pravidla, aby nedošlo ke ztrátě signálu a desinterpretaci výsledných dat (Krobot, Kolářová 2011, Pánek et al. 2009). Výsledný elektromyografický signál je ovlivněn řadou vnitřních a vnějších faktorů. Vnitřní faktory, které nelze samotným snímáním ovlivnit vycházejí z anatomických, fyziologických a biomechanických vlastností svalu během jeho kontrakce. Naopak, faktory vnější je možné ovlivnit při vlastním měření, 27
např. umístěním elektrod. Proto je důležité shrnutí těchto faktorů a jejich porozumění, aby bylo možné získat co nejkvalitnější signál s ohledem na dále uváděné vlivy (Krobot, Kolářová, 2011). 2.7.1 Vnější faktory ovlivňující EMG signál Vnější faktory se dají ovlivnit, proto je důležité jim věnovat zvýšenou pozornost při přípravě i při vlastním vyhodnocování získaných záznamů (Krobot, Kolářová, 2011; Pánek et al., 2009). Jedním z klíčových faktorů pro kvalitu výsledného signálu je poloha elektrod. Umístění elektrod může výrazně změnit charakter snímaného signálu. Je důležité dodržet paralelní umístění elektrod s průběhem svalových vláken a na povrch středu svalového bříška. Právě v této oblasti svalu je možné snímat EMG signál o co nejvyšší amplitudě. Zásadní je dodržet následující pravidlo: elektrody nesmějí být umístěny v blízkosti úponu šlachy (úpon šlachy není elektricky aktivní), motorického bodu (akční potenciály se šíří obousměrně na konec svalových vláken, teoreticky by mohla být výsledná amplituda rovna nule) nebo na okraji svalu (větší pravděpodobnost snímání aktivity sousedních svalů). Dalším vnějším faktorem je vzdálenost a velikost elektrod. Vzdálenost elektrod při bipolárním snímání by měla být co nejmenší, aby se minimalizovalo riziko snímání aktivity okolních svalů. Preferenční vzdálenost obou snímacích elektrod se uvádí 200 mm. Elektrody by neměly být umístěny přes inervační zónu a referenční elektrodu je vhodné umístit nejlépe na elektricky neaktivní část těla např. C7/L5 nebo kotník. Kontakt mezi elektrodami a kůží je též označován za vnější faktor. Před aplikací elektrod je nutné řádně očistit kůži, aby se snížila impedance a zlepšil se kontakt mezi elektrodami a kůží. Je žádoucí, aby byl vždy specifikován typ použitých elektrod (výrobce, velikost, tvar a materiál) a jejich přesné umístění. Posledním vnějším faktorem je označován externí šum, který vzniká narušením elektromagnetického pole v okolí snímaného objektu externím přístrojem nebo pohybovými artefakty (způsobené pohyby snímacích kabelů v průběhu měření dynamických aktivit), které je možné minimalizovat fixací předzesilovače. K odstranění případných artefaktů slouží frekvenční filtrace (Krobot, Kolářová, 2011). 2.7.2 Vodní EMG Snímání signálu ve vodním prostředí se neliší v obecném přístupu od běžné metodiky povrchového EMG. Jsou zde však určitá specifika, především správná 28
aplikace elektrod na kůži (Pánek et al., 2010). Používají se bipolární elektrody Ag/AgCl diskové elektrody v průměru 5 mm. Je nutné dodržet základní pravidlo pro aplikaci elektrod- musejí být umístěny na dokonale očištěnou a odmaštěnou kůži (Pánek et al., 2012). Více se přípravě snímání vodního EMG budu věnovat v metodice.
2.8 Chůze a EMG Chůze ve spojení s EMG se vyskytuje v mnohé literatuře, avšak chůze pacientů s Parkinsonovou nemocí hodnocená pomocí EMG je méně častá a literatura, která by se zabývala chůzí těchto pacientů ve vodě, se nevyskytuje. Pokusím se proto shrnout chůzi jako takovou: na suchu i ve vodě bez blíže specifikované diagnózy. 2.8.1
Chůze Bezchybná chůze je závislá na souhře neporušené rovnováhy, koordinace
pohybu a informacích o blízkém okolí získaných našimi smysly jako je zrak a vjemy podávající informace o terénu (Mečíř, 1997). Chůze je složitý sekvenční fázový pohyb probíhající cyklicky podle určitého časového pořádku (timing). Tento pohybový úkon zasahuje celý pohybový systém, a tím se dokonale přizpůsobuje složitým vlastnostem i tvaru terénu, ve kterém je chůze prováděna. Chůze probíhá jako rytmický translační pohyb těla kyvadlového charakteru. Začíná ve výchozí poloze, prochází obloukem přes nulové postavení do jedné krajní polohy a pokračuje do druhé krajní polohy, ne zpět jako kyvadlo, ale dopředu, protože jeho upevnění se mezitím posunulo, a tím se celý systém sune vpřed. Existují zřetelně oddělené pohybové fáze kroku (Véle, 2006). Obě dolní končetiny procházejí třemi oddělenými pohybovými fázemi. Fází švihovou (swing phase) - končetina je posouvána vpřed bez kontaktu s podložkou, opornou (stance phase) - končetina je v kontaktu s opěrnou plochou, nebo také fáze jednooporová (single support), a fáze dvojí opory (double support), při které jsou obě končetiny současně v kontaktu s opěrnou bází (Táborská, 2012). Chůze je jednou z nejčastěji hodnocených aktivit pomocí EMG. Vzhledem k její vysoké variabilitě svalové aktivity během každého kroku u jednoho jedince je vhodné změřit minimálně 6 – 10 kroků a následně stanovit průměrnou hodnotu vybraných parametrů. Rychlost chůze je charakteristická pro každého jedince a může ovlivňovat povrchovou EMG, proto se rychlost standardizuje pomocí metronomu nebo pomocí předem nastavené rychlosti na chodícím pásu (Krobot, Kolářová, 2011). 29
Chůze ve vodě je zcela odlišná od chůze po zemi v závislosti na hloubce ponoru a také na tom, zda se vodní prostředí pohybuje, či nikoliv. Čím hlubší je ponor, tím je dle Archimedova zákona menší tíhová síla a zhoršuje se tím i působení reaktivní síly nutné pro oporu. Současně se zvyšuje odpor prostředí, který je vyšší než odpor vzduchu. Pohybové vzory pro chůzi ve vodě se zcela odlišují, proto nelze vodní prostředí využívat pro reedukaci chůze na zemi (Véle, 2006). Většina publikovaných prací se zabývá problematikou normální nebo modifikované chůze. V dynamických režimech se uvádí vhodnost zapojení se do definované pohybové aktivity ve vodním prostředí na polovinu rychlosti, než která je na souši. Větší viskozita vody proti vzduchu může vést, zejména při rychlejších pohybech, ke změně v záznamu EMG. Důležitá je i teplota vody. Optimální teplota vodního prostředí se pohybuje mezi 27 a 34 °C. Chladnější voda vede ke snížení elektrické svalové aktivity. Vyšší teploty vody jsou nepříjemné pro výkon pohybových aktivit (Pánek et al., 2012). 2.8.2 Studie Pavlů et al. (2012) se zabývali hodnocením dynamického ko-kontrakčního stupně (CCL) při cvičení s vibrační činkou, který je definovaný jako simultánní aktivita antagonistických svalů, která je počítána: CCL= Kde EMG S je nižší svalová aktivita z dvojice svalů, L vyšší svalová aktivita. Tento parametr vypovídá o neurálních mechanismech řízení, ve kterých je významná aktivace gama systému ze stimulace kloubních receptorů. Hodnota tohoto stupně tedy do jisté míry souvisí s neurálním mechanismem, který zajišťuje kloubní stabilitu a vypovídá o jemných zpětnovazebních mechanismech předcházejících aktivaci alfa motoneuronů (Pavlů et al., 2012, Rudolph et al., 2001). Fonseca et al.(2004) také pozorovali svalovou ko-kontrakci (CCL - cocontractin level). Sledován byl soubor 10 probandů s jednostranným poraněním lig.ACL a srovnávali jejich svalovou souhru při chůzi s kontrolní skupinou, součástí bylo překračování elektromechanické balanční desky. Všechny subjekty se účastnily konzervativní fyzikální terapie, režimu, který neměl obsahovat funkční trénink. Kontrolní skupina zahrnovala 10 osob bez jakéhokoliv úrazu v anamnéze na kolenou nebo na dolních končetinách, které by mohly ovlivnit jejich výkon při testování. Míra aktivace svalů m. vastus lateralis a m. biceps femoris byla sledována prostřednictvím EMG. CCL byl hodnocen při chůzi, součástí bylo překračování elektromechanické balanční desky. Ko-kontrakce byla vypočtena jako 30
překrývající se oblasti normalizované EMG signálu m. vastus lateralis a m. bicepsu femoris. Výsledky této studie prokázaly, že ko-kontrakční stupeň jednotlivců s dysfunkcí ACL je změněn. Navzdory tomu, že tito probandi měli pouze málo sníženou funkci, ale zmenšená ko-kontrakční úroveň současné naznačuje, že zranění vazů se zdá být spojeno s vadným neurogenním dynamickým řízením společné tuhosti. Přítomnost poklesu svalové ko-kontrakce, jak hodnotí z EMG, u pacientů s ACL zranění podporuje účast receptorů vazu v nepřetržitém přípravném nastavení svalové tuhosti přes svalová vřeténka gama systému. Pozorovaný rozdíl v ko-kontrakční úrovni byl s největší pravděpodobností způsoben vadným neurogenním nařízením tuhosti kloubů, spíše než v důsledku změn kinematiky při chůzi ve skupině ACL. Pokles ko-kontrakční úrovně může být také spojen s procesem učení nové dovednosti nebo aktivity. Tyto výsledky naznačují, že receptory vazů a kloubů mohou hrát roli v bilaterálním zvýšení svalové i kloubní ztuhlosti, která by mohla mít za následek větší schopnost kloubu odolávat vnějšímu zatížení. Trvalé vybočení trupu, které je zhoršováno ve stoje a chůzi. U pacientů s Parkinsonovou nemocí zkoumal Matteo
et al. (2011). Je dobře známo,
že paravertebrální svalstvo ohýbá trup k téže straně. U zkoumaných probandů se ale objevovalo kontralaterální zapojení PV svalů, jak je uváděno, může to být znakem distonie. Systematicky bylo prozkoumáno 10 vzorků boční flexe trupu pomocí EMG. Ukázala se kontinuální stejnostranná svalová hyperaktivita ve třech případech, zatímco u dalších probandů došlo k aktivaci kontralaterálních PV svalů. Baltadjiva et al. (2006): „Málo je známo o chůzi pacientů s Parkinsonovým onemocněním“. Autoři této studie hodnotili charakteristiku chůze u pacientů s Parkinsonovou nemocí. Bylo využito 35 pacientů v časné fázi onemocnění bez farmakologické léčby a srovnáno s chůzí kontrolní skupiny stejného věku a pohlaví. Pacienti s Parkinsonovou nemocí šli pomaleji se sníženou švihovou fází kroku a stejně tak její stranovou asymetrií, byly zaznamenány i nesrovnalosti načasování chůze. Tyto nálezy ukazují, že u Parkinsonovy choroby je pozorován změněný vzor chůze, i když dramatické změny ve struktuře chůze nemusí být dosud viditelné. Kromě toho výsledky ukazují, že pozorované změny nejsou jen vedlejším efektem procesu nebo komplikací onemocnění. Je zde důkaz pro programování deficitů motoriky v chůzi, jak bylo zjištěno zvýšené variability chůze a asymetrii v načasování. Parkinsonova nemoc zřejmě ovlivňuje regulaci jednotného rytmu chůze i na počátku onemocnění, kdy pozorované změny ještě nejsou výsledkem
31
žádné farmakologické léčby. I Miller (1996) se ve své studii zabýval chůzí u pacientů s Parkinsonovou chorobou. Porovnává symetrii křivek EMG a odchylnost cyklů chůze u pacientů s Parkinsonovou chorobou a u zdravých osob staršího věku. EMG bylo snímáno z následujících svalů: m. gastrocnemius, m. tibialis anterior a m. vastus lateralis. Parkinsonská chůze byla výrazně odlišná od zdravých seniorů v několika ohledech: vzrostla asymetrie křivky m. gastrocnemius a m. tibialis anterior a snížila se odlišnost načasování m. gastrocnemius. Malá symetrie byla pozorována nejčastěji ve svalu m. tibialis anterior, který má také největší variabilitu tvaru, což naznačuje, že s věkem související chůzové deficity můžou často začínat abnormální činností m. tibialis anterior. Dietz s kolegy (1997) zkoumala vliv tělesného zatížení (75, 50 a 25 % tělesné hmotnosti) na horní a dolní úsek svalové aktivace při šlápnutí na běžecký pás ve skupinách pacientů s Parkinsonovou chorobou a odpovídající věku skupinou zdravých subjektů. Cílem studie bylo ověřit hypotézu, že je porušena funkce extenzorových
receptorů.
Sensitivita
pro
plné
zatížení
byla
nalezena
pro
m. gastrocnemius (GM) EMG aktivitu (to znamená, že EMG amplituda vzrostla s odlehčením během kroku v obou skupinách zkoumaných). Změna v EMG amplitudě mm. recti femoris byla méně závislá na zatížení, ale byla pozorována, jak byla přiznána pozorováním od pacientů. Horní a dolní nožní flexorové svaly byly relativně sensitivní na zatížení. Úplná GM EMG amplituda během fáze postavení během chůze s normálním tělesným zatížením (tedy vlastní váhou) byla menší u pacientů než u zdravých subjektů. Caliandro et al. (2011) na rozdíl od ostatních výše uvedených autorů ověřuje vliv levodopy na EMG aktivační vzory m. tibialis anterior během chůze u pacientů s Parkinsonovou nemocí. U pacientů s PN může patofyziologický obraz způsobit rozdíly mezi cykly chůze. Cílem této studie bylo hodnotit míru snížené aktivity TA na konci švihově-rané fáze stojné a zda je vztah mezi vzory TA a klinickým obrazem. 30 pacientů s PN bylo sledováno 2 hodiny po podání levodopy (on MED) a 12 hodin po vymizení účinku levodopy (off MED). Byli hodnoceni podle „Unified Parkinson’s Disease rating scale“ (UPDRS III) a povrchové EMG. M. tibialis anterior (TA) a m. gastrocnemius medialis (GM). Efektivní hodnota (RMS) TA činnosti na rozraní švihové a stojné fáze (RMS-A) byla normalizována jako procento, RMS TA činnosti na rozhraní stojné a švihové fáze (RMS-B). RMS-A byl snížen u 30 % pacientů (9) ve ''off-med'' stavu. Po příjmu levodopy žádný z krokových cyklů neukazoval sníženou RMS-A. Pacienti se sníženou RMS-A měli nižší UPDRS III. Data této studie rozšiřují předchozí pozorování, že v ''off-MED'' stavu je funkce TA narušená, pacienti 32
klinicky více reagující na levodopu. Aktivace TA je snížena v poměrně vysokém procentu chůzových cyklů v ''off-MED'' stavu. Vzhledem k tomu, že variabilita aktivace TA zmizí po podání levodopy, může tento jev být projevem abnormálního dopaminergního řízení.
Z mechanického hlediska jsou dva hlavní důvody k fyzické aktivitě ve vodním prostředí. Jedním je snížení hmotnosti vzhledem k dynamické síle a zvýšený odpor proti pohybu vzhledem k síle, která je vyvíjena na lidské tělo. Je jednodušší unést své tělo ve vodě než na zemi, pohyby jsou prováděny pomaleji ve vodě a je tedy delší čas k jejich kontrole a nárazové síly na muskuloskeletální systém jsou sníženy. Chůze ve vodě je považována za účinný způsob, jak využít dříve zmíněné výhody pohybu ve vodě při tréninku, ale i při rehabilitaci. Z biomechanického hlediska chůze ve vodě může být výhodou k lepšímu porozumění, ať už mechanického hlediska a hlediska přizpůsobování se člověka různým prostředím. Bylo zkoumáno 10 dospělých, 4 muži, 6 žen, bez jakékoliv fyzické či duševní nemoci. Chodili v bazénu s vodou, která dosahovala k procc. xiphoideus v rychlosti, která jimi byla považována za pohodlnou, ruce byly udržovány na vodní hladině. Snímána byla aktivita vybraných svalů pomocí povrchové EMG (m. tibialis anterior, m. gastrocnemius medialis, m. vastus lateralis, m. biceps femoris a m. tensor fascie latae, m. rectus abdominis a mm. erectores spinae). EMG aktivační vzory byly různé pro většinu snímaných svalů, autor srovnává chůzi ve vodě a na suchu v grafech průběhu procentuální MVC hodnot. Z toho je patrné pravděpodobné snížení průměrné aktivace ve vodním prostředí. M. gastrocnemius byl jediný, který vykazoval stejnou aktivitu na suchu a ve vodě. Problémem při vyhodnocování byla nestejná rychlost probandů při chůzi ve vodě i na zemi (Barela et al., 2006). Chůzí ve vodě se dále zabývá Masumoto et al. (2004, 2008, 2007a, 2007b). Vyjadřuje se k využívání maximální volní kontrakce (MVC) při hodnocení svalové aktivity ve vodním prostředí, zda je vhodné využívat MVC ze suchého prostředí pro hodnocení svalové aktivity ve vodním prostředí. Z provedených studií vyplývá, že MVC pořízené ve vodním prostředí se liší nižší hodnotou, než v prostředí suchém. Je proto autorem doporučováno využívat pro srovnání naměřených hodnot ve vodě MVC ze suchého prostředí (Masumoto, Mercer, 2008). Dále se zabýval měřením chůzí ve vodním prostředí s výškou vody dosahující k proc. xiphoideus. Využívali poloviční rychlost chůze ve vodě než na suchu. Jedna z jejich studií je zaměřena na analýzu chůze 33
ve vodě s nebo bez vodního proudu a srovnávána s chůzí na suchu. Zkoumaná byla chůze 6 mladých žen (23,3±1,4 let). Byla vypočítána % MVC hodnota pro každý sval (m.gluteus medius=GM, m. rectus femoris= RF, m. vastus medialis= VM, dlouhá hlava m. biceps femoris= BF, m. tibialis anterior= TA, m. gastrocnemius=GA, m. rectus abdominis=ABD a paravertebrální svaly= PA) pro chůzi ve vodě s proudem a bez proudu a srovnáno s % MVC hodnotami na suchu. Ukázalo se, že ve vodě s proudem se snížila průměrná svalová aktivita svalů ABD, PA, GM, RF, VM a GA o 40 – 60 % a TA, BF o 70 % oproti suchu. Ve vodě bez proudu došlo k průměrně 30 - 50% snížení svalové aktivity, a TA byla zapojen pouze z 60 % jeho aktivace na suchu. To poukazuje na dramatické snížení svalové aktivity během pohybu ve vodě. Z velké části je toto přičítáno efektu vodního vztlaku, kdy probandi minimalizovali jejich úsilí, což mělo za následek snížení odporu. (Masumoto et al., 2004) Dále porovnávali chůzi ve vodě u 6 mladých probandů (22 let) a 6 starších probandů ( 63,5±3,5 let), ženy. Voda opět dosahovala k proc. xiphoideus. Snímány byly m. rectus femoris, m. vastus medialis, m. biceps femoris, m. tibialis anterior, m. gastrocnemius. Chůze byla prováděna ve 3 rychlostech (nízká, střední a rychlá). Nejdůležitějším objevem této studie bylo výrazné snížení % MVC m. gastrocnemius u starých objektů v každé součásti experimentu, naopak % MVC m. rectus femoris a biceps femoris bylo výrazně vyšší než u mladých opět v každé součásti experimentu. Vysvětlení rozdílů může být založeno na zkušenostech starších s pohybem na suchu a právě získaných zkušenostech ve vodě, protože nebyly dělané podobné studie, není možné porovnání (Masumoto et al., 2007a). Další z autorových článků shrnuje dostupné studie o prováděných experimentech ve vodním prostředí. Uvádí přehled literatury, na jehož základě se zdá, že v průběhu EMG záznamu, MVC záznam je nižší, který je prováděn ve vodě ve srovnání s tím na suché zemi. Dále shrnuje, že svalová aktivita během pohybu ve vodě je ovlivněna směrem chůze, rychlostí chůze a tím, zda je přítomen proud vody. Zdá se také, že svalová aktivita během vodního pohybu byla jiná pro mladší a starší osoby. Kromě toho je zřejmé, že obecně svalová aktivita bývá nižší ve vodě ve srovnání se suchou zemí (Masumoto, Mercer, 2008).
34
3 CÍL, ÚKOLY PRÁCE, ŘEŠENÉ OTÁZKY A HYPOTÉZY 3.1 Cíl práce Hlavním cílem této diplomové práce je porovnat pomocí povrchové elektromyografie elektrickou aktivitu vybraných svalů u pacientů s Parkinsonovou nemocí při chůzi na suchu a ve vodním prostředí. Dále zjistit ko-kontrakční stupeň svalů dolních končetin u pacientů s Parkinsonovou nemocí během chůze na suchu a ve vodním prostředí.
3.2 Úkoly práce 1.
Shrnutí dostupných informací o Parkinsonově nemoci, jejích projevech a rehabilitačních prostředcích a metodách využívaných k léčbě a rehabilitaci těchto pacientů.
2.
Provést rešerši dostupných studií na téma Parkinsonova nemoc, jejich chůze na suchu měřená pomocí EMG a chůze ve vodním prostředí hodnocená pomocí EMG.
3.
Stanovit měřené svaly vhodné pro hodnocení jejich zapojení při chůzi.
4.
Najít vhodné probandy.
5.
Zajistit materiál potřebný k provedení experimentu.
6.
Zajistit prostory k provedení experimentu.
7.
Provést experiment, při němž budou pořízeny EMG záznamy chůze na suchu a ve vodním prostředí.
8.
Stanovit normovanou hodnotu svalové aktivity vybraných svalů při chůzi na suchu a ve vodním prostředí a vypočítat výši ko-kontrakčního stupně na suchu a ve vodním prostředí.
9.
Vyhodnotit a vzájemně porovnat naměřené hodnoty za různých podmínek.
10.
Zpracovat diskuzi a vyhodnotit závěr.
3.3 Řešené otázky v rámci práce Otázka č. 1: Je normalizovaná hodnota EMG aktivity vybraných svalů nižší při chůzi ve vodním prostředí než na suchu, stejně jako u zdravých, jak uvádí autoři ve svých studiích (Fujisawa et al., 1998; Hollanderová, 2011;Masumoto et al. 2004, 2007a, 2007b, 2008) 35
Otázka č. 2: Je lepší souhra agonistů s antagonisty na dolních končetinách ve vodě tak, jak to uvádí Rosenstein (2009) ve své publikaci jako jeden z hlavních důvodů ke cvičení parkinsoniků v bazénu?
3.4 Hypotézy Hypotéza č. 1: Předpokládám nižší normalizovanou hodnotu EMG aktivity vybraných svalů při chůzi ve vodě ve srovnání s chůzí na suchu.
Hypotéza č. 2: Předpokládám vyšší ko-kontrakční stupeň vybraných svalů ve vodním prostředí oproti chůzi na suchu.
36
4 METODIKA PRÁCE Práce má charakter analyticko-experimentální studie. V první části je teoreticky zpracována Parkinsonova nemoc, její etiologie, komplikace, možnosti léčby a rehabilitace, další část byla věnována problematice EMG a experimentálním studiím, které již byly v této oblasti provedeny. Bylo použito rešeršní zpracování problematiky (s využitím klíčových slov gait, walking, water, underwater treadmill, Parkinson’s Disease, electromyography, water surface electromyography, cocontraction level - CCL, coactivation) postavené především na využití v ČR dostupných periodik a článků získaných v online databázích v PubMed, Medline, Science Direct prostřednictvím placeného přístupu z FTVS UK a ČVUT z důvodu aktuálních informací. Dále byly využity jak tištěné, tak elektronické monografie, učebnice, odborná periodika a diplomové práce. Druhá část zahrnuje experiment, který je zaměřen na rozdíl normované EMG aktivity vybraných svalů při chůzi ve vodním prostředí a na suchu u probandů s Parkinsonovou nemocí.
4.1 Výzkumný soubor Experimentu se zúčastnilo 6 probandů s Parkinsonovou nemocí ve věku 67,4±7,1. Probandi byli zvoleni bez ohledu na pohlaví a fázi nemoci, jediným pojítkem je účast na pravidelném skupinovém cvičení pořádaném společností Parkinson. Experimentu schváleného etickou komisí FTVS UK (příloha 1) se zúčastnili dobrovolně a před provedením byli seznámeni s průběhem experimentu a na základě toho byl jimi podepsán informovaný souhlas (příloha 2). Při testování nesměli vykazovat známky bolesti a vysoké únavy.
4.2 Použité metody V experimentu byl použit pro měření svalové aktivity telemetrický 16kanálový EMG přístroj TelemyoMini 16 od firmy Neurodata, který v základní výbavě obsahuje vlastní EMG přístroj, vysílač se zesilovačem spojený s bipolárními elektrodami a 2 samostatné antény určené k přijímání signálu z vysílače, se současným snímáním pohybu probanda videokamerou. Pro snímání EMG signálu ve vodním prostředí bylo zapotřebí další vybavení: voděvzdorný vak na EMG zesilovač s vysílačem, speciální 37
bipolární elektrody se sadou oboustranně lepicích štítků nutných k pevnému přilepení elektrod na kůži, krycí-voděvzdorné přelepky na elektrody, EMG vodivý gel, silikon universal-Multi-usage (Pánek et al., 2010) a kobercová lepenka Patex.
4.2.1 Aplikace elektrod na kůži Pro snímání EMG signálu ve vodním prostředí se používají speciální povrchové bipolární elektrody. Jsou to diskové Ag/AgCl elektrody o průměru 5 mm, které jsou zality v umělé hmotě tak, že volná zůstává pouze centrální část, která se přikládá na kůži. Platí zde následující pravidlo: elektrody se přikládají na dobře očištěnou a
odmaštěnou
kůži.
Kůži
jsme
ošetřili
abrazivní
pastou
a
lihobenzinem.
Na umělohmotný disk elektrody jsme přilepili oboustrannou lepicí pásku, která kopíruje kruhový tvar elektrody a je dodávána spolu s elektrodami. Následovala aplikace vodivé pasty na elektrodu. Tato aplikace je velmi důležitá s ohledem na správně zvolené množství, aby nedošlo k odlepování elektrody kvůli velkému množství vodivé pasty nebo nedošlo k zeslabení a rušení elektrického signálu z důvodu malého množství pasty. Po přilnutí elektrody na kůži je překryta speciální krycí přelepkou kruhového tvaru s centrálním otvorem, který je přesně umístěn nad elektrodou. Je přelepen i kabel elektrody. Ze zkušeností vyplývá, že je možné překrytí jednotlivých přelepek o cca 1/3 jejich průměru, a tím zachovaná co nejlepší interelektrodová vzdálenost (Pánek et al., 2010). Osvědčilo se nám přelepit elektrody i předzesilovače ještě kobercovou páskou pro zvýšení voděodolnosti a pro snížení rizika odlepení elektrody.
Obrázek 1 - Aplikace elektrod
Obrázek 2 - Přelepení elektrod kobercovou páskou 38
Vzhledem k práci ve vlhkém prostředí je nutné zajistit vlastní EMG přístroj s notebookem před poškozením.
Obrázek 3 - Zajištění technického vybavení
4.3 Sběr dat 4.3.1 Výběr svalů Snímána byla svalová činnost pravé dolní končetiny: m. gastrocnemius, m. tibialis anterior, m. biceps femoris, m. rectus femoris. Bilaterálně byly snímány potenciály paravertebrálních svalů ve výši TH/L přechodu. 4.3.2 Umístění elektrod Elektrody byly připevněny v místě střední linie svalového bříška uvedených svalů. Zemnící (referenční) elektroda byla umístěna do oblasti trnového výběžku C7. Interelektrodová vzdálenost byla zachována překrytím jednotlivých kruhových přelepek o cca 1/3 jejich průměru.
39
Obrázek 4 - Umístění elektrod pohled zezadu Obrázek 5 - Umístění elektrod pohled zboku
4.3.3 Provedení experimentu Experiment byl prováděn v prostorách tréninkového bazénu FLUM FTVS UK. Měření probíhalo v jeden den, v rámci jednoho měření byl přítomen 1 proband. Měření předcházelo sebrání důležitých anamnestických dat pomocí dotazníku (příloha 3). Na probanda jsme nalepili speciální povrchové bipolární elektrody určené k snímání ve vodním prostředí, v místě vybraných svalů dolní končetiny a paravertebrálního svalstva, jak je uvedeno výše. V úvodu měření bylo na suchu provedeno vyšetření maximální volní kontrakce (MVC) pro všechny měřené svaly dle definovaných pozic svalového testu. Každý z probandů byl vyzván k maximální kontrakci proti odporu, a to 3x za sebou. Maximální kontrakce trvala 10 s a mezi jednotlivými maximálními kontrakcemi byly 2 minuty pauzy. Měření bylo rozděleno do dvou částí. 1/ Proband byl vyzván k chůzi po souši na vzdálenost 15 m v rytmu metronomu 70 kroků za minutu. EMG snímalo aktivitu vybraných svalových skupin 2/ Proband vešel do bazénu přístupovými schůdky v doprovodu asistenta měření, hloubka vody byla 120 cm a opět byl vyzván k chůzi v rytmu metronomu 40 kroků za minutu. Doprovodný asistent přidržoval vak s EMG přijímačem tak, aby se zredukovalo množství artefaktů způsobených pohybem kabelů. EMG snímalo
40
aktivitu vybraných svalových skupin. Následně proband opět vyšel z bazénu po přistavených schůdkách. Před vstupem do bazénu bylo nutné zkontrolovat elektrody, jejich opětovné nalepení po styku s vodou by bylo nemožné.
Obrázek 6 – FLUM - prostory prováděného experimentu
4.4 Analýza dat – statistické zpracování dat Vyhodnocení a zpracování získaných dat bylo provedeno pomocí softwaru MyoResearch XP Master Edition 1. 08. 27 firmy NORAXON. Tento program umožňuje synchronizované prohlížení získaného signálu z EMG a videonahrávku. Při vyhodnocení tedy byla vizuální kontrola. Signál byl rektifikován a následně vyhlazen. Maximální volní kontrakce (MVC) byla hodnocena z 3 maximálních 2s ustáleného EMG signálu z každého 10s měření. Získané hodnoty byly zprůměrovány, a tím vznikla výsledná MVC. Při analýze chůze je nutné vzhledem k variabilitě svalové aktivity během každého kroku vybrat 6 - 10 kroků a následně stanovit průměrné hodnoty (Krobot, Kolářová, 2011; Hug 2011). Při zpracování vlastních EMG záznamu dynamického pohybu bylo vybráno u každého probanda z celkového záznamu 6 krokových cyklů (snímané dolní končetiny), každý cyklus začínal fází dvojí opory, při odvíjení špičky na stojné (snímané) noze, na EMG signálu to byla vybraná báze signálu m. tibialis anterior, umístěn marker, odpočítáno bylo následně 6 krokových cyklů pravé nohy a opět byl 41
umístěn marker pro konec hodnoceného záznamu dle m. tibialis anterior. Následně byla provedena rektifikace a uhlazení signálu, následně byla provedena analýza signálu a získána průměrná amplituda 6 krokových cyklů. Průměrná amplituda (mean) byla porovnána s MVC ve vztahu mean/ MVC a vynásobena 100 pro získání procentuální práce svalu oproti maximální kontrakci (%MVC). Takto byly vyhodnoceny všechny snímané svaly a následně byly vůči sobě porovnány pomocí programu Microsoft Excel ve smyslu ko-kontrakčního stupně, tedy m. tibialis anterior/ m. gastrocnemius a m. rectus femoris/ m. biceps femoris za pomocí vzorce: CCL= Kde EMG S je nižší svalová aktivita z dvojice svalů, L vyšší svalová aktivita.
Obrázek 7 - Markery označující vybrané krokové cykly a svalová aktivita při chůzi ve vodním prostřed v uV.
42
5 VÝSLEDKY Experiment byl proveden v čase od 9:00 do 18:00. První proband byl přítomen 1,5 hod, 2. - 6. proband již pouze hodinu. Studovaná chůze byla provedena na suchu a následně ve vodě. Rytmus chůze byl určován metronomem. Svalová aktivita byla registrována na vybraných svalech pomocí povrchového EMG. Z 6 měřených probandů je vhodné použít pouze 5 získaných měření. U jednoho z probandů nastaly technické komplikace při měření chůze v bazénu, kdy došlo k částečnému odlepení elektrod ihned po vstupu do bazénu a následnému odlepení po prvních 2 krocích, a nebyl tedy získán kvalitní záznam. K celkovému hodnocení bylo použito 5 EMG záznamů. Skupina byla charakterizována takto:
Tabulka 1 - Věková charakteristika probandů proband 1 proband 2 proband 3 proband 4 proband 5 Věk
72
77
57
62
69
PN diagnostikována 61
60
46
56
58
Lze tedy říci, že věk souboru byl 67 ±10 let a Parkinsonova nemoc byla diagnostikována průměrně ve věku 57 (Tab. 1). Dále lze tento soubor charakterizovat pohlavním zastoupením probandů, a to takto: 3 ženy a 2 muži. Každý z probandů byl medikován farmaky. Přehled a dávkování jsou uvedeny v příloze 4. Soubor je dále charakterizován stejnou tělesnou aktivitou během týdne. Všichni z probandů uvedli, že chodí 1x týdně cvičit na skupinové cvičení pořádané společností Parkinson. Žádný z probandů nevykazoval zvýšenou únavu ani nebyla u žádného z probandů přítomna bolest. Žádný z probandů ve své anamnéze neměl úraz či operaci DKK.
Výsledky budou prezentovány intraindividuálně a následně interindividuálně. U každého z probandů budou uvedeny tabulky znázorňující jejich normalizovanou hodnotu svalové aktivity při chůzi na suchu a ve vodě. Následuje grafické znázornění těchto tabulek.
43
5.1 Intraindividuální hodnocení výsledků 5.1.1 Proband 1 Tabulka 2 - Výsledná aktivita svalů při chůzi na suchu u probanda 1, kde TA= m. tibialis anterior, GM= m. gastrocnemius, RF= m.rectus femoris, BF= m. biceps femoris, ES L/R= mm. erectors spinae vlevo/vpravo, MVC= maximální volná kontrakce Sucho Mean, uV MVC, uV
TA 79,43 367,00
%=mean/MVC x 100 21,64
GM 63,12 310,67
RF 20,24 284,33
BF 45,76 72,63
ES L 158,31 169
ES R 83,31 147
20,32
7,12
63,00
93,68
56,68
Tabulka 3 - Výsledná aktivita svalů při chůzi ve vodě u probanda 1, kde TA= m. tibialis anterior, GM= m. gastrocnemius, RF= m.rectus femoris, BF= m. biceps femoris, ES L/R= mm. erectors spinae vlevo/vpravo, MVC= maximální volná kontrakce Bazén
Mean, uV MVC, uV
TA 80,60 367,00
%=mean/MVC x 100 21,96
GM 52,31 310,67
RF 19,73 284,33
BF 60,08 72,63
ES L 31,85 169
ES R 31,11 147
16,84
6,94
82,73
18,84
21,16
% MVC
Proband 1 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00
sucho voda TA GM RF BF ES L ES R vybrané svaly
Obrázek 8 - Grafické znázornění hodnot normované aktivity vybraných svalů na suchu a ve vodním prostředí u probanda probanda 1, kde TA= m. tibialis anterior, GM= m. gastrocnemius, RF= m.rectus femoris, BF= m. biceps femoris, ES L/R= mm. erectors spinae vlevo/vpravo, %MVC= normalizovaná hodnota svalové aktivity při chůzi
44
Tabulka 2 znázorňuje normalizované hodnoty svalové aktivity při chůzi na suchu. Je zde jasně viděn minimální rozdíl svalové aktivity v různých prostředích u TA, GM, RF. BF ukazuje zvýšenou aktivitu ve vodním prostředí. Je patrna značná nerovnováha v zapojení paravertebrálních svalů levé strany oproti pravé. Už při hodnotách MVC je naznačeno, že se paravertebrální svaly nedokážou rovnoměrně zapojit. Tabulka 3 vyjadřuje normalizované hodnoty svalové aktivity při chůzi ve vodním prostředí. Ukazuje se, že stranové zapojení mm. erectores spinae je více rovnoměrné, avšak ve vodním prostředí převažuje spíše pravostranná aktivita. Graf na obrázku 8 graficky znázorňuje tabulku 2 a 3, přičemž osa Y vyjadřuje normalizované hodnoty svalové aktivity při chůzi na suchu a ve vodě, vybraných svalů (osa X). Je zde jasně viděn minimální rozdíl svalové aktivity v různých prostředích u TA, GM, RF. BF ukazuje zvýšenou aktivitu ve vodním prostředí. 5.1.2 Proband 2 Tabulka 4 - Výsledná aktivita svalů při chůzi na suchu u probanda 2, kde TA= m. tibialis anterior, GM= m. gastrocnemius, RF= m.rectus femoris, BF= m. biceps femoris, ES L/R= mm. erectors spinae vlevo/vpravo, MVC= maximální volná kontrakce Sucho Mean, uV MVC, uV
TA 66,83 518,67
%=mean/MVC x 100 12,88
GM 40,59 172,33
RF 32,58 251,00
BF 71,94 165,67
ES L 68,35 49,4
ES R 48,66 149
23,55
12,98
43,43
138,37 32,66
Tabulka 5 - Výsledná aktivita svalů při chůzi ve vodě u probanda 2, kde TA= m. tibialis anterior, GM= m. gastrocnemius, RF= m.rectus femoris, BF= m. biceps femoris, ES L/R= mm. erectors spinae vlevo/vpravo, MVC= maximální volná kontrakce
Bazén
TA
GM
RF
BF
ES L
Mean, uV
84,71
40,97
38,13
63,82
31,91 31,54
MVC, uV
518,67
172,33
251,00
165,67
49,4
23,77
15,19
38,53
64,59 21,17
%=mean/MVC x 100 16,33
45
ES R 149
Proband 2 % MVC
150,00 100,00
sucho
50,00
voda
0,00 TA GM RF
BF ES L ES R
vybrané svaly
Obrázek 9 - Grafické znázornění normovaných hodnot svalové aktivity vybraných svalů na suchu a ve vodním prostředí u probanda2, kde TA= m. tibialis anterior, GM= m. gastrocnemius, RF= m.rectus femoris, BF= m. biceps femoris, ES L/R= mm. erectors spinae vlevo/vpravo, %MVC= normalizovaná hodnota svalové aktivity při chůzi
Tabulka 4 znázorňuje normalizované hodnoty aktivity svalů dolní končetiny a paravertebrálních při chůzi na suchu. Tabulka 5 znázorňuje normalizované hodnoty aktivity vybraných svalů při chůzi ve vodě. Obrázek 9 je grafickým znázorněním tabulky 4 a 5, kde osa Y jsou normované hodnoty EMG signálu a osa X vybrané svaly. Z grafu je patrné především stejnoměrné zapojení svalů dolních končetin na suchu a ve vodním prostředí a také nevyvážená aktivace paravertebrálních svalů, v obou prostředích, výraznější však na suchu, kde převažuje aktivita mm. erectores spinae vlevo. 5.1.3 Proband 3 Tabulka 6 - Výsledná aktivita svalů při chůzi na suchu u probanda 3, kde TA= m. tibialis anterior, GM= m. gastrocnemius, RF= m.rectus femoris, BF= m. biceps femoris, ES L/R= mm. erectors spinae vlevo/vpravo, MVC= maximální volná kontrakce Sucho Mean, uV MVC, uV
TA 102,72 851,00
%=mean/MVC x 100 12,07
GM 34,76 520,33
RF 36,31 438,33
BF 66,44 539,33
ES L 46,1 121
6,68
8,28
12,32
38,10 55,03
46
ES R 42,48 77,2
Tabulka 7 - Výsledná aktivita svalů při chůzi ve vodě u probanda 3, kde TA= m. tibialis anterior, GM= m. gastrocnemius, RF= m.rectus femoris, BF= m. biceps femoris, ES L/R= mm. erectors spinae vlevo/vpravo, MVC= maximální volná kontrakce Bazén
Mean, uV MVC, uV
TA 48,39 851,00
%=mean/MVC x 100 5,69
GM 35,18 520,33
RF 27,77 438,33
BF 65,60 539,33
ES L 41,41 121
ES R 21,71 77,2
6,76
6,34
12,16
34,22
28,12
Proband 3 % MVC
60,00 40,00 sucho
20,00
voda 0,00 TA GM RF BF ES L ES R Vybrané svaly
Obrázek 10 – Grafické znázornění normovaných hodnot svalové aktivity vybraných svalů na suchu a ve vodním prostředí u probanda 3, kde TA= m. tibialis anterior, GM= m. gastrocnemius, RF= m.rectus femoris, BF= m. biceps femoris, ES L/R= mm. erectors spinae vlevo/vpravo, %MVC= normalizovaná hodnota svalové aktivity při chůzi
U probanda 3 tabulky 6 a 7 znázorňují normované hodnoty svalové aktivity vybraných svalů při chůzi na suchu a ve vodě. U tohoto probanda je znatelná srovnatelná aktivita GM a BF, normovaná hodnota RF byla o 1, 94 % nižší ve vodě a normovaná hodnota TA byla o 6, 38 % také nižší ve vodě. Je zde patrná vysoká aktivace paravertebrálních svalů na suchu i ve vodním prostředí a její asymetrie ve stranovém zapojení těchto svalů. Graf na obrázku 10 je grafickým znázorněním tabulek 6 a 7, přičemž osa Y vyjadřuje normované hodnoty svalové aktivity vybraných svalů (osa X) při chůzi na suchu a ve vodě.
47
5.1.4 Proband 4 Tabulka 8 - Výsledná aktivita svalů při chůzi na suchu u probanda 4, kde TA= m. tibialis anterior, GM= m. gastrocnemius, RF= m.rectus femoris, BF= m. biceps femoris, ES L/R= mm. erectors spinae vlevo/vpravo, MVC= maximální volná kontrakce Sucho Mean, uV MVC, uV
TA 63,54 390,00
%=mean/MVC x 100 16,29
GM 57,48 170,00
RF 19,08 339,67
BF 34,47 163,00
ES L ES R 43,67 19,12 170 231
33,81
5,62
21,14
25,69 8,28
Tabulka 9 - Výsledná aktivita svalů při chůzi ve vodě u probanda 4, kde TA= m. tibialis anterior, GM= m. gastrocnemius, RF= m.rectus femoris, BF= m. biceps femoris, ES L/R= mm. erectors spinae vlevo/vpravo, MVC= maximální volná kontrakce Bazén
Mean, uV MVC, uV
TA 129,07 390,00
%=mean/MVC x 100 33,10
GM 49,19 170,00
RF 22,54 339,67
BF 36,62 163,00
ES L ES R 55,62 21,25 170 231
28,94
6,64
22,47
32,72 9,20
% MVC
Proband 4 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00
sucho voda TA GM RF
BF ES L ES R
vybrané svaly
Obrázek 11 - Grafické znázornění normovaných hodnot svalové aktivity vybraných svalů při chůzi na suchu a ve vodě u probanda 4, kde TA= m. tibialis anterior, GM= m. gastrocnemius, RF= m.rectus femoris, BF= m. biceps femoris, ES L/R= mm. erectors spinae vlevo/vpravo, %MVC= normalizovaná hodnota svalové aktivity při chůzi
48
Tabulka 8 znázorňuje normalizované hodnoty svalové aktivity při chůzi na suchu. Tabulka 9 vyjadřuje normalizované hodnoty svalové aktivity při chůzi ve vodním prostředí. U tohoto probanda je dvojnásobná aktivita TA při chůzi ve vodě než na suchu, i RF a BF vykazují zvýšenou aktivitu ve vodním prostředí, avšak pouze v průměru o 1,2 %. GM je u tohoto probanda zapojen ve vodním prostředí o 4,9 % méně. Je patrna značná nerovnováha v zapojení paravertebrálních svalů levé strany oproti pravé. Graf na obrázku 11 graficky znázorňuje tabulky 8 a 9, přičemž osa Y vyjadřuje normalizované hodnoty svalové aktivity při chůzi na suchu a ve vodě, vybraných svalů (osa X). 5.1.5 Proband 5 Tabulka 10 - Výsledná aktivita svalů při chůzi na suchu u probanda 5, kde TA= m. tibialis anterior, GM= m. gastrocnemius, RF= m.rectus femoris, BF= m. biceps femoris, ES L/R= mm. erectors spinae vlevo/vpravo, MVC= maximální volná kontrakce Sucho Mean, uV MVC, uV
TA 99,77 451,00
%=mean/MVC x 100 22,12
GM 142,49 178,00
RF 67,39 345,00
BF 52,14 262,50
ES L 54,73 55,3
ES R 56,71 74,15
80,05
19,53
19,86
98,97
76,48
Tabulka 11 - Výsledná aktivita svalů při chůzi ve vodě u probanda 5, kde TA= m. tibialis anterior, GM= m. gastrocnemius, RF= m.rectus femoris, BF= m. biceps femoris, ES L/R= mm. erectors spinae vlevo/vpravo, MVC= maximální volná kontrakce Bazen
Mean, uV MVC, uV
TA 50,99 451,00
%=mean/MVC x 100 11,31
GM 79,69 178,00
RF 23,80 345,00
BF 39,03 262,50
ES L 32,97 55,3
ES R 24,90 74,15
44,77
6,90
14,87
59,62
33,58
49
Proband 5 % MVC
150,00 100,00 sucho
50,00
voda 0,00 TA GM RF BF ES L ES R vybrané svlay
Obrázek 12 - Grafické znázornění normovaných hodnot svalové aktivity vybraných svalů při chůzi na suchu a ve vodě u probanda 5, kde TA= m. tibialis anterior, GM= m. gastrocnemius, RF= m.rectus femoris, BF= m. biceps femoris, ES L/R= mm. erectors spinae vlevo/vpravo, %MVC= normalizovaná hodnota svalové aktivity při chůzi
Tabulka 10 znázorňuje normované hodnoty svalové aktivity při chůzi na suchu. Tabulka 11 vyjadřuje normované hodnoty svalové aktivity při chůzi ve vodě. U tohoto probanda jsou patrné rozdíly v zapojení svalů dolních končetin při chůzi ve vodě a na suchu ve smyslu snížení svalové aktivity ve vodním prostředí v průměru o 25 %. Nejvýraznější snížení svalové aktivity na DKK je patrné u GM, kde se svalová aktivita snížila o 35 %. Nejmenší rozdíl v aktivaci v různém prostředí bylo zaznamenáno u BF, kde rozdíl činil 5 %. Graf na obrázku 12 graficky znázorňuje tabulky 10 a 11, přičemž osa Y vyjadřuje normalizované hodnoty svalové aktivity při chůzi na suchu a ve vodě u vybraných svalů (osa X).
50
5.2 Interindividuální hodnocení výsledků 5.2.1 Porovnání svalové aktivity při chůzi na suchu Tabulka 12 - Normované hodnoty EMG aktivity vybraných svalů při chůzi na suchu, kde TA= m. tibialis anterior, GM= m. gastrocnemius, RF= m.rectus femoris, BF= m. biceps femoris, ES L/R= mm. erectors spinae vlevo/vpravo
TA GM BF RF ES L
proband 1
proband 2
proband 3
proband 4
proband 5
21,64 20,32 7,12 63,00 95,95
12,88 23,55 12,98 43,43 156,06
12,07 6,68 8,28 12,32 42,56
16,29 33,81 5,62 21,14 28,27
22,12 80,05 19,53 19,86 88,99
34,03
55,71
9,78
76,48
ES R 62,17
% MVC
Normované hodnoty EMG aktivity vybraných svalů na suchu 180,00 160,00 140,00 120,00 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00
TA GM BF RF ES L proband 1
proband 2
proband 3 proband 4 vybrané svaly
proband 5
ES R
Obrázek 13 - Grafické znázornění normovaných hodnot EMG aktivity vybraných svalů u všech probandů při chůzi na suchu, kde TA= m. tibialis anterior, GM= m. gastrocnemius, RF= m.rectus femoris, BF= m. biceps femoris, ES L/R= mm. erectors spinae vlevo/vpravo, %MVC= normalizovaná hodnota svalové aktivity při chůzi
Tabulka 12 znázorňuje normované hodnoty EMG aktivity vybraných svalů u všech probandů při chůzi na suchu. Svaly se nezapojují v žádných statisticky významných vzorech. Graf na obrázku 13 je grafickým znázorněním tabulky 12.
51
5.2.2 Porovnání svalové aktivity při chůzi ve vodě Tabulka 13 - Normované hodnoty EMG aktivity vybraných svalů při chůzi ve vodě, kde TA= m. tibialis anterior, GM= m. gastrocnemius, RF= m.rectus femoris, BF= m. biceps femoris, ES L/R= mm. erectors spinae vlevo/vpravo proband 1
proband 2
proband 3
proband 4
proband 5
TA
21,96
16,33
5,69
33,10
11,31
GM
16,84
23,77
6,76
28,94
44,77
BF
6,94
15,19
6,34
6,64
6,90
RF
82,73
38,53
12,16
22,47
14,87
ES L 19,30
72,85
38,23
36,00
53,61
ES R 23,22
22,05
28,47
10,87
33,58
% MVC
% vyjádření svalové aktivity ve vodě 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00
TA GM BF RF ES L ES R proband 1
proband 2
proband 3
proband 4
proband 5
vybrané svaly
Obrázek 14 - Grafické znázornění normovaných hodnot EMG aktivity vybraných svalů u všech probandů při chůzi ve vodě, kde TA= m. tibialis anterior, GM= m. gastrocnemius, RF= m.rectus femoris, BF= m. biceps femoris, ES L/R= mm. erectors spinae vlevo/vpravo, %MVC= normalizovaná hodnota svalové aktivity při chůzi Tabulka 13 znázorňuje normované hodnoty EMG aktivity vybraných svalů ve vodě. Nejvýraznější svalová aktivita je u probanda 1 m. rectus femoris, u probanda 2 je výrazná aktivace též m. rectus femoris a pravého m. erector spinae. Je vidět stranová nerovnováha zapojení paravertebrálních svalů u všech probandů. Až na probanda 1 převažuje zvýšená aktivace m. erector spinae na levé straně. U probanda 5 je výrazné zapojení m. tibialis anterior a m. gastrocnemius, u probanda 6 je výrazná aktivace m. gastrocnemius. 52
5.2.3 Porovnání svalové aktivity při chůzi na suchu a ve vodě Tabulka 14 - Normované hodnoty EMG aktivity vybraných svalů při chůzi na suchu a ve vodě, kde TA= m. tibialis anterior, GM= m. gastrocnemius, RF= m.rectus femoris, BF= m. biceps femoris, ES L/R= mm. erectors spinae vlevo/vpravo proband 1 sucho voda TA 21,64 21,96 GM 20,32 16,84 BF 7,12 6,94 RF 63,00 82,73 ES L 93,68 18,84 ES R 56,68 21,16
proband 2 sucho voda 12,88 16,33 23,55 23,77 12,98 15,19 43,43 38,53 138,37 64,59 32,66 21,17
proband 3 sucho voda 12,07 5,69 6,68 6,76 8,28 6,34 12,32 12,16 38,10 34,22 55,03 28,12
proband 4 sucho voda 16,29 33,10 33,81 28,94 5,62 6,64 21,14 22,47 25,69 32,72 8,28 9,20
proband 5 sucho voda 22,12 11,31 80,05 44,77 19,53 6,90 19,86 14,87 98,97 59,62 76,48 33,58
Tabulka 14 znázorňuje srovnání svalové aktivace vyjádřené v procentech u všech probandů pro chůzi v suchém a vodním prostředí.
Tabulka 15 - Zaokrouhlené procentuální vyjádření rozdílnosti aktivity ve vodním prostředí, kde TA= m. tibialis anterior, GM= m. gastrocnemius, RF= m.rectus femoris, BF= m. biceps femoris, ES L/R= mm. erectors spinae vlevo/vpravo proband 1
proband 2
proband 3
proband 4
proband 5
TA
0%
3%
-6 %
17%
-11%
GM
-3%
0%
0%
-5%
-35 %
BF
0%
2%
-2%
1%
-13%
RF
20%
-5%
-0%
1%
-5%
ES L
-77%
-83%
-4%
8%
-39 %
ES R
-39%
-12%
-27%
1%
-49%
Tabulka 15 je vyjádření procentuálního zapojení svalů ve vodním prostředí. Záporné hodnoty vyjadřují nižší aktivitu zapojení ve vodním prostředí. Žlutě zvýrazněné pole ukazují nejdůležitější srovnání této tabulky. Paravertebrální svaly nebudou hlavní náplní srovnání, neboť již u jednotlivých probandů byly výrazné rozdíly, avšak je možné říci, že jejich aktivita se ve vodním prostředí spíše snížila až na výjimku probanda 5. U probanda 6 je na rozdíl od ostatních patrné snížení svalové aktivity ve vodním prostředí u všech snímaných svalů, nejvýraznější u m. gastrocnemius a mm. erectores 53
spinae oboustranně. Průměrně se u tohoto probanda snížila aktivita vybraných (žlutých) svalů o přibližně 16 %. U ostatních probandů lze říci, že u těchto svalů byla spíše neměnná aktivita ve vodním prostředí ve srovnání se suchem, avšak u probanda 1 je výskyt zvýšené aktivity m. rectus femoris o 20 % a stejně tak zvýšenou aktivitou m.tibialis anterior se liší od ostatních i proband 4. U probandů 1, 2, 4 nedošlo u některých svalů (viz tabulka 15) ke změně aktivity vůbec. Jak je vidět z tabulky, proband 1 - 5 svojí změnou aktivity se výrazně liší od probanda 6. Vývoj aktivity probanda 1 - 5 bude tedy považován za jakýsi trend aktivity ve vodním prostředí u pacientů s Parkinsonovou chorobou (obr. 15).
30
20
10
0 TA
GM
BF
RF
-10
-20
-30
-40
proband 1
proband 2
proband 4
proband 5
proband 6
Obrázek 15 - Průběh procentuálního rozdílu svalové aktivity (TA, GM, RF, BF) jednotlivých probandů při chůzi na suchu a ve vodě, kde TA= m. tibialis anterior, GM= m. gastrocnemius, RF= m.rectus femoris, BF= m. biceps femoris
54
5.2.4 Interindividuální porovnání dynamického ko-kontrakčního stupně při chůzi na suchu a ve vodě Tabulka 16 ukazuje hodnoty ko-kontrakčního stupně u jednotlivých probandů na suchu a ve vodě, obrázky 16 a 17 jsou grafickým znázorněním této tabulky. Na
obrázku
16
je
porovnání
ko-kontrakčního
stupně
m.
tibialis
anterior
a m. gastrocnemius u jednotlivých probandů v prostředí na suchu a ve vodě. Je vidět, že u každého z probandů je tento stupeň jiný. U probanda 1 a 6 je vyšší ko-kontrakční stupeň na suchu, u probandů 2 a 5 je vyšší kokontrakce ve vodním prostředí, u probanda 4 je stupeň ko-kontrakce prakticky bez rozdílu. Na obrázku 17 je grafické porovnání ko-kontrakčního stupně m. rectus femoris a m. biceps femoris v rozdílných prostředích, suchém a vodním. V tomto případě u probanda 1 není v podstatě rozdílné zapojení těchto svalů v rozdílném prostředí. Probandi 2 a 5 vykazují vyšší ko-kontrakci stehenních svalů ve vodním prostředí a u probandů 4 a 6 je zřejmá lepší svalová souhra na suchu. U probanda 6 téměř čtyřnásobně.
Ko-kontrační stupeň je počítán dle následujícího vzorce, kde EMG S je nižší svalová aktivita z dvojice svalů, L vyšší svalová aktivita. (Pavlů et al., 2012, Rudolph et al., 2001):
CCL=
Tabulka 16 - Ko-kontrakční stupně u jednotlivých probandů, kde s= sucho; v=voda, TA= m. tibiallis anterior, GM= m. gastrocnemius, RF= m. rectus femoris, BF= m.biceps femoris
K KKKokontrakční stupeň
proband 1 TA/G TA/G Ms Mv 39,39 29,75 RF/BF RF/BF s v 7,92 7,52
proband 2 TA/G TA/G Ms Mv 19,93 27,55 RF/BF RF/BF s v 16,86 21,18
proband 3 TA/G TA/G Ms Mv 10,38 10,47 RF/BF RF/BF s v 13,86 9,64
55
proband 4 TA/G TA/G Ms Mv 24,14 54,24 RF/BF RF/BF s v 7,11 8,59
proband 5 TA/G TA/G Ms Mv 28,24 14,16 RF/BF RF/B s Fv 38,74 10,1
Kokontrakční stupeň
Porovnání kokontrakčního stupně TA/GM v rozdílném prostředí 100,00 50,00
S
0,00 1
2
3
4
V
5
Proband
Obrázek 16 - Ggrafické porovnání ko-kontrakčního stupně TA/GM v rozdílném
Kokontrakční stupeň
prostředí, kde s=sucho, v=voda
Porovnání kokontrakčního stupně RF/BF v rozdílném prostředí 50,00 40,00
S
30,00
V
20,00 10,00 0,00 1
2
3
4
5
Proband
Obrázek 17 - Grafické porovnání ko-kontrakčního stupně RF/BF v rozdílném prostředí, kde s=sucho, v=voda
56
6 DISKUZE Hypotéza č. 1: Předpokládám nižší normalizovanou hodnotu EMG aktivity vybraných svalů při chůzi ve vodě ve srovnání s chůzí na suchu. Námi stanovená hypotéza č. 1 se nepotvrdila. U většiny probandů není dodržen trend snížení normalizovaných hodnot EMG aktivity svalů dolní končetiny při chůzi ve vodním prostředí jako u zdravé populace bez rozdílu věku, jak uvádějí autoři studií uvedených v kapitole 2.8.2 (Masumoto et al., 2004, 2007a, 2007b, 2008) i další autoři, leč ne z oblasti chůze uvádějí sníženou aktivitu svalů ve vodním prostředí proti suchému (Fujisawa et al., 1998; Hollanderová, 2011) a z Barelových výsledků je toto patrné též, ačkoliv autor poukazuje na fakt, že aktivační vzorec jediného ze svalů (GM) se v závislosti na prostředí nezměnil (2006). Tento trend snížení svalové aktivity ve vodním prostředí se podařilo potvrdit u probanda 5, kdy došlo ke snížení svalové aktivity ve vodním prostředí v průměru o 16 %, avšak nepotvrdilo se Barelovo (2006) tvrzení, že nedochází ke změně aktivace GM, tento sval u toho probanda vykazoval největší procentuální rozdíl v zapojení na suchu a ve vodě s rozdílem 35 % ve vodním prostředí proti suchému, tento trend se však u ostatních čtyř probandů nepotvrdil. Z výsledků je patrné, že u čtyř dalších probandů, tedy proband 1 - 4 lze říci, že u těchto svalů byla spíše neměnná aktivita ve vodním prostředí ve srovnání se suchem, avšak u probanda 1 je výskyt zvýšené aktivity m. rectus femoris o 20 % a stejně tak zvýšenou aktivitou m.tibialis anterior se liší od ostatních i proband 4. U probandů 2 a 3 nedošlo u m. gastrocnemius ke změně svalové aktivity vůbec. U probanda 1 nedošlo u m. tibialis anterior a m. biceps femoris též k žádné změně aktivace těchto svalů vlivem prostředí. Dalo by se říci, že průměrně stoupla aktivita svalů u parkinsoniků o 1,5 % ve vodním prostředí. Dietz uvádí nižší aktivitu m. gastrocnemius u pacientů s Parkinsonovou chorobou (1997), jelikož ale neuvádí normalizované hodnoty EMG aktivity, nelze toto potvrdit. U probandů 1 - 4 lze říci, že se zapojení m. gastrocnemius ve změněném prostředí nemění, vykazují to i statistické testy Pearsnon (p-value = 0.004942), tudíž toto potvrzuje Barelovo tvrzení (2006).
Vrátila bych se ještě k probandovi 5. Tento proband měl na rozdíl od ostatních již pokročilejší fázi nemoci, proband byl ztuhlý, třes horní končetiny výrazný. Testován byl jako poslední a vzhledem k rozvržení užívání medikace by tato kombinace pokročilé
57
fáze nemoci a pozdní doba testování mohla být příčinou jeho odlišnosti, netroufám si ale toto tvrdit s jistotou. Dle získaných výsledků nemohu souhlasit s autorkou knihy „Water excecise for Parkinson’s“, že cvičení v bazénu a nácvik chůze ve vodě může zvýšit svalovou sílu pacientům s Parkinsonovou chorobou (Rosenstein, 2008).
Rozdílné hodnoty při testování MVC mm. erectores spinae můžou být známkou trvalého vybočení trupu, na což u pacientů s Parkinsonovou chorobou poukazuje ve své studii i Matteo et al. (2010). U probandů je variabilita v zapojení paravertebrálních svalů, avšak až na probanda 4 se jejich aktivita snižuje ve vodním prostředí v průměru o 30 %, což by naznačovalo trend ve výše uvedených studií (Fujisawa et al., 1998; Masumoto et al., 2004; 2007a; 2007b; 2008; Hollanderová, 2011). Rozdílná svalová aktivita paravertebrálních svalů u probanda 4 od ostatních vzorků, co se týče procentuálního rozdílu při chůzi na suchu a ve vodě, by mohla být způsobena značnou výškovou převahou tohoto probanda od ostatních ze souboru a totéž by mohl naznačovat i proband 3, který měl sníženou aktivitu mm. erectores spinae na jedné straně (vlevo) o 4 %. Variabilita souboru, co se týče tělesné výšky, může být skutečným problémem při vyhodnocování aktivity paravertebrálních svalů u celého souboru, protože u některých dosahovala výška vody procesus xiphoideus, jak bylo stanoveno, nicméně se dnem hýbat nešlo, museli jsme tedy s přesnými podmínkami mírně ustoupit.
Hypotéza č. 2: Předpokládám vyšší ko-kontrakční stupeň vybraných svalů ve vodním prostředí oproti chůzi na suchu. Hypotéza č. 2 se též nepotvrdila. Z výsledků nelze jednoznačně říci, že ko-kontrakční stupeň u pacientů s Parkinsonovou nemocí je vyšší ve vodním prostředí. U každé z dvojice svalů se toto potvrdilo vždy u 2 probandů, avšak probandi byli u každé dvojice svalů rozdílní. Stejný trend zůstal u 2 a 5, u těchto probandů vždy byl vyšší ko-kontrakční stupeň ve vodě, u m. tibalis anterior a m. gastrocnemius byl tento rozdíl výraznější. U probanda 5 byla v každém případě vyšší ko-kontrakce na suchu, u svalů m. rectus femoris a m. biceps femoris až téměř čtyřnásobně. Ani tedy u této hypotézy nemůžu souhlasit s autorkou Water excecise for Parkinson’s, která uvádí, že pacienti jsou více náchylní k pádům, pokud je jejich síla hamstringů nižší než 2/3 síly m. quadriceps femoris. Když je m. quadriceps femoris silnější, tělo je tlačeno 58
vpřed, a to způsobuje nestabilitu. Proto je důležité udržovat sílu předních a zadních svalů stehna v rovnováze, a tím zlepšit stabilitu těchto pacientů. Toho můžeme dosáhnout cvičením ve vodě, jelikož toto cvičení způsobuje, že svaly pracují v páru, tedy pro každý sval, který táhne vzad, antagonistický sval proti tomu táhne vpřed (Rosenstein, 2008). I další autoři se věnují koaktivačnímu stupni (Rudolph et al., 2001; Kellis et al., 2003; Fonseca et al., 2004; Seydali et al., 2012; Pavlů et al. 2012), ale každý autor v jiné oblasti pohybového aparátu. Každý z autorů má jiný výpočet toho stupně, otázkou pak tedy zůstává, jaký smysl má toto rozdílné hodnocení, které stejně není možné srovnávat, ale toto nebylo předmětem této diplomové práce. Zajímavé by také bylo provést srovnání stejných naměřených hodnost a různých výpočtů tohoto stupně, na kolik by byla možná shoda.
V rámci diskuze bych ještě ráda vyzdvihla, že se nám osvědčilo přelepovat elektrody ještě navíc kobercovou páskou tak, aby byla překryta celá bílá kruhová lepenka a ještě přesahovalo na kůži, pro snížení rizika odlepení ve vodě. U parkinsoniků bylo velmi těžké zabezpečit stabilní upevnění elektrod ve vodě pro jejich zvýšenou tvorbu kožního mazu, což souvisí s vegetativními projevy Parkinsonovy nemoci (Berger et al., 2000, Roth et al, 2005; 2009).
Výsledky experimentu poukazují na vážnost postižení motorického řízení u pacientů s touto diagnózou, protože nedocházelo k typickým změnám pohybových vzorů ve vodě, jak uvádí Véle (2006) u zdravých osob. Porušení CNS je u těchto pacientů silnější, než jsou předpoklady biomechaniky a kineziologie pro chůzi ve vodě.
59
7 ZÁVĚR Parkinsonova nemoc je často se vyskytujícím pomalu degenerujícím onemocněním s plynulou progresí a postihuje i mladší jedince. Její etiologie není dosud známa. Známe pouze mechanismy, které onemocnění způsobí, ale spouštěcí moment je nejasný. Pravidelná pohybová léčba u nemocných trpících Parkinsonovou nemocí je rovněž tak důležitá jako pravidelné podávání léků. A srovnatelně jako u zdravých lidí, kteří cvičí aquaaerobic či jiné cvičení v bazénu, i u parkinsoniků se rozmáhá trend cvičení ve vodě. Výsledky práce neprokázaly pozitivní vliv vodního prostředí na rehabilitaci u pacientů s Parkinsonovou nemocí. Z výsledků vyplývá srovnatelná svalová aktivita těchto pacientů při chůzi v různých prostředích, na suchu a ve vodě. Ko-kontrakční stupeň ukazoval rozdílné výše u těchto pacientů. Ze zjištěných výsledků proto nelze jednoznačně říci, že by vodní prostředí bylo vhodným cvičebním prostředím pro pacienty s Parkinsonovou nemocí, spíše je naznačeno, že cvičení ve vodě je pro pacienty s touto nemocí neopodstatněné. Jistě by bylo vhodné toto tvrzení podložit další provedenou studií, která by srovnávala terapii v bazénu a terapii založenou na jiném podkladě, pak by se dalo s jistotou říci, jaké prostředí je vhodnější. Tato práce může posloužit terapeutům, kteří pracují s pacienty s Parkinsonovou nemocí v případě, že by řešili, zda tyto pacienty do cvičení v bazénu nutit. Z pohledu, který nabízí tato práce, je zřejmé, že vyžadovat cvičení v bazénu není opodstatněné, ale v žádném případě toto neznamená, aby parkinsonik, který rád chodí plavat nebo cvičit do bazénu, na základě této práce přestal. Je to pohybová činnost a ta je pro zachování fyzické aktivity pacientů s PN velmi žádoucí.
60
POUŽITÁ LITERATURA BALÁŽ, M. Hluboká mozková stimulace v léčbě příznaků Parkinsonovy nemoci. Parkinson: časopis Společnosti Parkinson. 2007, č. 21, s. 13-15. ISSN 12120189.
BARELA, A. M. F., STOLF, S. F., DUARTE, M.. Biomechanical characteristics of adults walking in shallow water and on land. Journal of Electromyography and Kinesiology [online]. 2006, roč. 16, č. 3, s. 250-256 [cit. 2013-02-19]. ISSN 10506411. DOI: 10.1016/j.jelekin.2005.06.013
BAREŠ, M. Současné trendy v léčbě Parkinsonovi nemoci. Psychiatrie pro praxi [online]. 2010, 02-03, s. 70-73 [cit. 2012-10-03]. ISSN 1803-5272. Dostupné z: http://www.solen.sk/index.php?page=pdf_view&pdf_id=4437&magazine_id= 2
BERGER, J., KALITA, Z., ULČ, I. Parkinsonova choroba. Praha: Maxdorf, 2000, 147s. ISBN 80-859-1213-9.
CALIANDRO, P., FERRARIN, M., CIONI, M., BENTIVOGLIO, A.R., MINCIOTTI, I., D'URSO, P.I., TONALI, P.A., PADUA, L. Levodopa effect on electromyographic activation patterns of tibialis anterior muscle during walking in Parkinson's disease. Gait & Posture [online]. 2011, roč. 33, č. 3, s. 436-441 [cit.2012-11-06]. ISSN 09666362. DOI: 10.1016/j.gaitpost.2010.12.020
ČELKO, J., ZÁLEŠÁKOVÁ, J., GÚTH, A. Hydrokinezioterapia: učebnica pre fyzioterapeutov, rehabilitačných lekárov, špeciálnych pedagógov a trénerov. 1.vydání. Bratislava: Liečreh Gúth, 1997, 160 s., Metodika v rehabilitácii. ISBN 80- 967-3836-4.
61
DA FONSECA, S. T., SILVA, P.L.P., OCARINO, J. M., GUIMARÃ ES, R.B., OLIVEIRA, M.T.C., LAGE, C. A. Analyses of dynamic co-contraction level in individuals with anterior cruciate ligament injury. Journal of Electromyography and Kinesiology [online]. 2004, roč. 14, č. 2, s. 239-247 [cit. 2013-03-10]. ISSN10506411. DOI: 10.1016/j.jelekin.2003.09.003.
DIETZ, V., LEENDERS, K. L., COLOMBO, G. Leg muscle activation during gait in Parkinson's disease: influence of body unloading. Elektroencephalography and clinical neurophysiology [online]. 1997, roč. 105, č. 5, s. 400-405 [cit. 2012-1030]. ISSN 1388-2457. DOI: 10.1016/S0924-980X(97)00042-8
DUFEK, J. Elektromyografie. 1. vydání, Brno: Institut pro další vzdělávání pracovníků ve zdravotnictví, 1995, 102 s. Učební texty Institutu pro další vzdělávání pracovníků ve zdravotnictví v Brně. ISBN 80-701-3208-6.
DUPALOVÁ, D., J. OPAVSKÝ, JANEČKOVÁ, K.. Vliv kinezioterapie na vybrané charakteristiky chůze u pacientů s Parkinsonovou nemocí. Rehabilitace a fyzikální lékařství. 2005, roč. 12, č. 2, s. 129-133. ISSN 1211-2658.
FUJISAWA, H., N. SUENAGA, MINAMI, A.. Electromyographic study during isometric exercise of the shoulder in head-out water immersion. Journal of Shoulder and Elbow Surgery [online]. 1998, roč. 7, č. 5, s. 491-494 [cit. 201303-11]. ISSN 10582746. DOI: 10.1016/S1058-2746(98)90200-2.
HAGGERTY, M. Dystonia and Parkinson’s Aquatic Techniques. In: Dystonia and Parkinson’s Aquatic Techniques [online]. 2009 [cit. 2013-03-23]. Dostupné z: http://www.atri.org/articles/Dystonia%20and%20Parkinsons%20Article.pdf
HOLLÄNDEROVÁ, D. Hodnocení EMG aktivity svalů v oblasti pletence pažního při cvičení s Thera-Bandem ve vodním prostředí a na suchu. Praha: Univerzita Karlova v Praze, 2011. 64 s., příl. Vedoucí práce Dagmar Pavlů. 62
HOSKOVCOVÁ, M. Léčebná rehabilitace u Parkinsonovy nemoci. Parkinson: časopis Společnosti Parkinson. 2010, č. 32, s. 2-4. ISSN 1212-0189.
HUG, F. Can muscle coordination be precisely studied by surface electromyography? Journal of Electromyography and Kinesiology [online]. 2011, roč. 21, č. 1, s. 112 [cit. 2013-03-06]. ISSN 10506411. DOI: 10.1016/j.jelekin.2010.08.009.
JEŘÁBKOVÁ, A. Význam fyzioterapie u Parkinsonovy nemoci. Parkinson: časopis Společnosti Parkinson. 2010, č. 32, s. 4-5. ISSN 1212-0189.
KELLIS, E., ARABATZI, F., PAPADOPOULOS, C.. Muscle co-activation around the knee
in
drop
jumping using
the
co-contraction
index.
Journal
of
Electromyography and Kinesiology [online]. 2003, roč. 13, č. 3, s. 229-238 [cit. 2013-03-24]. ISSN 10506411. DOI: 10.1016/S1050-6411(03)00020-8.
Klub Parkinson Ostrava. Klub Parkinson Ostrava [online]. 2012 [cit. 2012-08-22]. Dostupné
z:
http://www.parkinsonostrava.estranky.cz/clanky/spolecnost-
parkinson-klub-ostrava.html
KOLÁŘ, P. a kol. Rehabilitace v klinické praxi. 1. vydání. Praha: Galén, 2009, 713 s. ISBN 978-807-2626-571.
KROBOT, A., KOLÁŘOVÁ, B. Povrchová elektromyografie v klinické rehabilitaci. 1. vydání. Olomouc: Univerzita Palackého v Olomouci, 2011, 82 s. ISBN 978-8024427-621.
LANGMAIER, M. Základy lékařské fyziologie. 1. vydání. Praha: Grada Publishing, 2009, 320 s. ISBN 978-80- 247-2526-0.
63
MASUMOTO, K., TAKASUGI, S., HOTTA, N., FUJISHIMA, K., IWAMOTO, Y. Electromyographic Analysis of Walking in Water in Healthy Humans. Journal of PHYSIOLOGICAL ANTHROPOLOGY and Applied Human Science [online]. 2004, roč. 23, č. 4, s. 119-127 [cit. 2013-03-06]. ISSN 1345-3475. DOI: 10.2114/jpa.23.119.
MASUMOTO, K., SHONO, T., TAKASUGI, S., HOTTA, N., FUJISHIMA, K., IWAMOTO, Y. Age-related differences in muscle activity, stride frequency and heart rate response during walking in water. Journal of electromyography and kinesiology: official journal of the International Society of Electrophysiological Kinesiology [online]. 2007a, roč. 17, č. 5, s. 596-604 [cit. 2013-03-06]. ISSN 1050-6411. DOI: 10.1016/j.jelekin.2006.06.006.
MASUMOTO, K., TAKASUGI, S., HOTTA, N., FUJISHIMA, K., IWAMOTO, Y. A comparison of muscle activity and heart rate response during backward and forward walking on an underwater treadmill. Gait [online]. 2007b, roč. 25, č. 2, s.
222-228
[cit.
2013-03-06].
ISSN
09666362.
DOI:
10.1016/j.gaitpost.2006.03.013.
MASUMOTO, K., MERCER, J. Biomechanics of Human Locomotion in Water: An Electromyographic Analysis: Methodological Considerations for Quantifying Muscle Activity During Water Locomotion. Exercise and Sport Sciences Reviews. [online]. 2008, roč. 36, č..3, s.160-169, [cit. 2013-03-06]. ISSN 0091 -6331, Dostupné z: http://www.medscape.com/viewarticle/576869_5.
MATTEO, A., FASANO, A., SQUINTANI, G., RICCIARDI, L., BOVI, T., FIASCHI, A., BARONE, P., TINAZZI, M. Lateral trunk flexion in Parkinson‘s disease: EMG features disclose two different underlying pathophysiological mechanisms. Journal of Neurology [online]. 2011, roč. 258, č. 5, s. 740-745 [cit. 2012-10-03]. ISSN 0340-5354. DOI: 10.1007/s00415-010-5822-y.
64
MEČÍŘ, P. Poruchy chůze u parkinsovy nemoci. Parkinson: časopis Společnosti Parkinson. 1997, č. 2, s. 6-7. ISSN 1212-0189.
O’NIHILL, A.E. P, COTHRAN,C., HABERMANN, B. Aquatic excercise for Parkinson’s dinase: A Guide for Patients and Their Families. Aquatic Handbook [online]. The American Parkinson Disease Association, 2001, [cit. 2013-03-23]. Dostupné z: http://www.parkinsonswny.com/Aquatic-Handbook.pdf
PAHWA, R., LYONS, K. E., KOLLER, W. C.. Therapy of Parkinson's disease. 3. rozšířené vydání. New York: M. Dekker, 2004, 563 s. Neurological disease and therapy. ISBN 08-247-5455-7.
PÁNEK, D., JURÁK, D., PAVLŮ, D., KRAJČA, V., ČEMUSOVÁ, J. Metodika snímání povrchového EMG ve vodním prostředí. Rehabilitace a fyzikální lékařství 2010, roč. 17, č. 1, s.. 21-25. ISSN 1211-2658
PÁNEK, D., PAVLŮ, D., ČEMUSOVÁ, J. Počítačové zpracování dat získanýchpomocí povrchového EMG. Rehabilitace a fyzikální lékařství. Praha: Česká lékařská společnost J.E. Purkyně, 2009, roč. 16, č. 4, s. 177-180. ISSN 1211-2658.
PÁNEK, D., PAVLŮ, D., ČEMUSOVÁ, J. EMG Methods for Evaluating Muscle and Nerve Function: Water Surface Electromyography. 1. vydání. Croatia: Intech, 2011, s. 455- 470. ISBN 978-953-307-793-2.
PAVLŮ, D., PÁNEK D., LOUČKOVÁ Z., ČEMUSOVÁ, J. Analýza stupně dynamické kokontrakce vybraných svalů horní končetiny při cvičení s vibrační činkou. Rehabilitácia. 2012, roč. 49, č. 1, s. 47-54. ISSN 0375-0922.
65
PÁNEK, D., TUPÁ, V., PAVLŮ, D., ČEMUSOVÁ, J. Využití tance v rehabilitační léčbě pacientů s Parkinsonovou nemocí. Rehabilitace a fyzikální lékařství. 2013, roč. 20, č. 1, s. 28-34. ISSN 1211-2658.
POSPÍŠIL, P. Proč „cvičit“?. Parkinson: časopis Společnosti Parkinson. 2008, č. 25, s. 6-7. ISSN 1212-0189.
PULKRÁBEK, J. Hluboká mozková stimulace u Parkinsonovy nemoci. Parkinson: časopis Společnosti Parkinson. 2003, č. 14, s. 9-10. ISSN 1212-0189.
REKTOR, I., REKTOROVÁ, I. Centrální poruchy hybnosti v praxi. 1. vydání. Praha: TRITON, 2003, 196 s. ISBN 80-725-4418-7.
RESSNER, P., ŠIGUTOVÁ, D. Léčebná rehabilitace u Parkinsonovy nemoci. Neurologie pro praxi [online]. 2001, č. 1, s. 31-35 [cit. 2012-08-03]. ISSN 1803-5280. Dostupné z: http://www.solen.sk/pdf/Ressner.pdf
ROSENSTEIN, A. A. Water exercises for Parkinson's: maintaining balance, strength, endurance, and flexibility. rev. ed. Enumclaw, WA: Idyll Arbor, Inc, 2008. ISBN 978-188-2883-769.
RUDOLPH, K. S., AXE, M. J., BUCHANAN, T. S.,. SCHOLZ, J. P., SNYDERMACKLER, L. Dynamic stability in the anterior cruciate ligament deficient knee. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy [online]. 2001-3-29, roč.
9,
č.
2,
s.
62-71
[cit.
2013-03-24].
ISSN
0942-2056.
DOI:
10.1007/s001670000166.
ROTH, J., SEKYROVÁ, M., RŮŽIČKA, E. Parkinsonova nemoc. 4. vydání, Praha: Maxdorf, 2009, 222 s. ISBN 978-807-3451-783
66
ROTH, J., SEKYROVÁ, M., RŮŽIČKA, E. Parkinsonova nemoc. 3. rozšířené vydání. Praha: Maxdorf, 2005, 181 s. ISBN 80-734-5044-5.
SEYEDALI, M., CZERNIECKI, J. M., MORGENROTH, D. C, HAHN, M.E., OLIVEIRA, M.T.C., LAGE C. A. Co-contraction patterns of trans-tibial amputee ankle and knee musculature during gait. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation [online]. 2012, roč. 9, č. 1, s. 29- [cit. 2013-03-24]. ISSN 1743-0003. DOI: 10.1186/1743-0003-9-29.
TÁBORSKÁ, Ž. Svalová aktivita při chůzi hemiparetických pacientů za použití různých
typu
hlezenních
ortéz.
Olomouc,
2012.
Diplomová
práce.
UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI. Fakulta zdravotnických věd. 97 s, příl. Vedoucí práce Mgr. Kristková.
TUPÁ, V. Alternativní fyzioterapeutické postupy u Parkinsonovy nemoci. Praha: Univerzita Karlova v Praze, 2012. 74 s., příl. Vedoucí práce David Pánek.
TUPÁ, V., PÁNEK, D., PAVLŮ, D. Alternativní terapeutické postupy u pacientů s Parkinsonovou nemocí. Rehabilitace a fyzikální lékařství. 2013, roč. 20, č. 1, s. 35-42. ISSN 1211- 2658.
VÉLE, F. Jiný pohled na zdánlivě známé věci. Parkinson: časopis Společnosti Parkinson. 2008, č. 26, s. 7. ISSN 1212-0189.
VÉLE, F. Kineziologie: přehled klinické kineziologie a patokineziologie pro diagnostiku a terapii poruch pohybové soustavy. 2., rozšířené a přepracované vydání. Praha: Triton, 2006, 375 s. ISBN 80-725-4837-9.
VOLŠICKÁ, J. Parkinsonova nemoc a canisterapie. Parkinson: časopis Společnosti parkinson.2004,č.15.ISSN1212-0189.
67
PŘÍLOHY Příloha 1- Žádost etické komise Příloha 2- Informovaný souhlas Příloha 3- Anamnestický dotazník Příloha 4- Medikace jednotlivých probandů a dávkování léků Příloha 5- Umístění elektrod z Noraxon Myoresearch Příloha 6- Surový záznam EMG Příloha 7- Rektifikovaný a vyhlazený záznam EMG Příloha 8- Záznam pro vyhodnocení MVC m. tibialis anterior neupravený Příloha 9- Vyhodnocený protokol z Myoresearch Noraxon při chůzi
Příloha 1- Žádost etické komise
Příloha 2- Informovaný souhlas
Informovaný souhlas
V souladu se zákonem O péči a zdraví lidu (§ 27b odst. 2 zákona č. 20/1966 Sb.) a Úmluvou o lidských právech a biomedicíně č. 96/2001, Vás žádám o souhlas s účastí na experimentální studii s názvem EMG analýza vlivu vodního prostředí na rehabilitaci u pacientů s parkinsonovou chorobou a s uveřejněním výsledků experimentu v rámci diplomové práce na FTVS UK. Osobní data v této studii nebudou uvedena. Cílem výzkumu je zjistit vliv vodního prostředí na aktivaci svalů během chůze jak na suchu tak ve vodním prostředí. Vše bude sledováno pomocí EMG. Předpokládaný čas měření je 90 min. Během experimentu nebudou použity žádné invazivní postupy. Svým podpisem stvrzuji, že jsem byl/a dostatečným způsobem informován/a o významu a rozsahu experimentu. Přečetl/a jsem si a pochopil/a jsem text informovaného souhlasu, na všechny mé otázky bylo odpověděno srozumitelně a v mnou žádaném rozsahu. Beru na vědomí, že moje data budou zpracována anonymně a údaje o mé osobě budou důvěrně uchovány. Současně si vyhrazuji právo kdykoli od souhlasu odstoupit..
Jméno probanda:…………………………………………............................ Podpis probanda:............................................................................................ Datum:............... Podpis osoby, která provedla poučení:...........................
Příloha 3- Anamnestický dotazník Anamnestický dotazník
Jméno, příjmení, rok narození:
Parkinsonova nemoc mi byla diagnostikována v letech věku:
Nyní jsem léčen: uveďte všechny léky, které užíváte a jejich dávkování:
Chodím pravidelně cvičit: ANO kolikrát týdně:
Pokud trpíte či se léčíte pro jiné onemocnění, prosím uveďte zde (kardiální, jiná
NE
neurologická, cévní, bolesti kloubů, vertebrogenní obtíže…):
Prodělané operace (kdy a jaká operace):
Prodělané úrazy (kdy a jaký úraz):
Jak se dnes pohybujete? (ohodnoťte na stupnici 0-10, 0= velmi špatně se pohybuji 10= pohybuji se bez obtíží)
0
10
Příloha 4- Medikace jednotlivých probandů a dávkování léků Glepark Isicom 0,7g
Madopar
Selegin Nakom
100mg
P 1 1-1-1-1 1,5-1-1-0,5 P2 2-1-1 2 á P 3 2hod 16
250mg
P5
Stalevo
1,4mg
100mg
1-0-0
1(2)-1-1-1
Rivotril
Zolo f
1-0-0
1-00
150 mg
1-0 0,5 á 2hod
TBL/24h
P4
Regit modula
1-0-0 1-0
Příloha 5- Umístění elektrod z Noraxon myoresearch
1-0-1
1-11
Příloha 6- Surový záznam EMG
Příloha 7- Rektifikovaný a vyhlazený záznam EMG
Příloha 8- Záznam pro vyhodnocení MVC m.tibialis anterior neupravený
Příloha 9- Vyhodnocený protokol z myoresearch Noraxon při chůzi
