Elektromyografická analýza tradičního a alternativního způsobu držení bílé orientační slepecké hole

Souhrn

Jedná se o případovou studii, která se zabývá analýzou stupně svalové aktivity a timingu vybraných svalů v oblasti horní končetiny /pažního pletence/ při chůzi se slepeckou holí, a to při 3 různých typech jejího držení. U 2 nevidomých probandů byla hodnocena elektromyografická aktivita m. flexor carpi radialis dx, m. extensor carpi ulnaris dx, m. biceps brachii dx, m. triceps brachii dx, m. tibialis ant dx, m. trapezius horní č. dx, m. tibialis anterior a m. trapezius horni část sin. při chůzi bez předchozího zácviku s /a bez překážek, a to postupně při všech třech způsobech držení hole. Výsledky studie naznačují, že primární zácvik v držení hole bude jedním z klíčových momentů v následném utváření pohybových stereotypů, které se akcentují při chůzi v zátěžovém prostředí. Vrchní držení hole, tzv. alternativní držení, vykazovalo snížení aktivity v trapézových svalech, které patří v širších souvislostech mezi ukazatele nástupu přetěžování horní končetiny. V závěru autoři naznačují, že tzv. alternativní držení hole bude jednou z dalších variant pro používání slepecké hole.

Klíčová slova:
slepecká hůl, EMG analýza, alternativní držení slepecké hole

ÚVOD

„Bílou hůl“, neboli slepeckou hůl (v angl. white cane), využívá mnoho osob s úplnou nebo částečnou ztrátou zraku. Jedná se o velmi důležitou pomůcku, která je využívána již po staletí a která za období své existence prošla svým vývojem. V současné době je možné se setkat s řadou typů holí a rovněž tak rozdílnými způsoby používání. Pokud nahlédneme do původních prací, které se zabývají otázkami mobility, orientace zrakově postižených, nalezneme poměrně rozsáhlá sdělení jak a k čemu slepeckou hůl používat (3). Současné práce, které řeší problematiku používání slepeckých holí, se spíše než popisem techniky držení a praktického využívání hole zabývají hodnocením různých typů tréninků, jejich efektivitou, jakož i kvalitou života zrakově postižených jedinců, včetně hodnocení aktivit všedního dne (4, 5, 6, 7, 9). V dostupné literatuře, která se zabývá problematikou zrakově postižených a používání slepecké hole, jsme nenalezli žádnou studii, která by se věnovala kineziologické analýze držení slepecké hole a která by hodnotila svalovou aktivitu při držení a nezbytné funkční manipulaci hole. Rovněž tak detailní popisy rozdílných způsobů držení hole nebyly dosud ve výzkumných sdělením prezentovány. Zmínky v české literatuře můžeme najít snad jenom v publikacích Wienera (8).

Držení slepecké hole představuje komplexní pohybový stereotyp, který zahrnuje nejen funkci drobných svalů ruky, ale také synchronizovanou činnost svalů předloktí, paže a ramenního pletence. Současně je závislý na posturálních schopnostech daného jednice, které se mimo jiné projevují i ve stereotypu chůze, ovšem vždy ovlivňované řadou proměnlivých podmínek sledované trasy.

Položili jsme si tedy proto základní otázku, zda se svalová aktivita v oblasti horní končetiny /pažního pletence liší při chůzi se slepeckou holí, a to při různých typech jejího držení. Dále potom jak odlišné způsoby držení slepecké hole mohou ovlivnit funkci svalstva pažního pletence, především horní část m. trapezius.

CHARAKTERISTIKA 3 ODLIŠNÝCH ZPŮSOBŮ DRŽENÍ HOLE

Sjednocená organizace nevidomých a slabozrakých ČR rozpracovala tzv. alternativní držení hole, které se od běžného držení hole, doposud používaného většinou zrakově postižených, liší. Toto držení doposud nebylo popsáno v odborné literatuře a pro jeho popis využíváme sdělení autora (1, 2). Za účelem našeho šetření byly použity všechny 3 odlišné způsoby držení, jejichž základní charakteristika je tato:

Držení 1 – tj. „vrchní držení“, tzv. alternativa k základnímu držení.

K uvedenému držení se používá hůl se speciální příčkou na rukojeti hole. Je důležité, aby paže, v jejíž ruce se hůl drží, byla volně natažená. Rukojeť hole, držené v manipulační poloze šikmo k zemi, je držena dvěma mírně ohnutými prsty (2. a 3. prst) za příčku a část rukojeti nad příčkou spočívá v dlani. Přitom palec přidržuje rukojeť zleva ze spodní strany proti 4. prstu, který je těsně za pravou částí příčky a spolu s 5. prstem přidržuje rukojeť hole zespodu proti palci. Rukojeť hole není držena v pevném sevření, ale držení rukojeti je spíše uvolněné (obr. 1).

Držení 2 – tj. „boční držení“, tzv. alternativa k základnímu držení.

Toto držení je modifikací „vrchního držení“ hole, rozdíl je pouze v pootočení ruky, resp. předloktí do takové pozice, že příčka rukojeti hole je ve vertikální poloze a postavení předloktí je ve středním postavení, tj. palec směřuje vzhůru (obr. 2).

Držení 3 – tj. základní držení.

Jedná se o klasické držení hole za použití celodlaňového, plného hmatu. Ruka svírá držadlo celou dlaní seshora, mezi palcem a prostředníkem, ukazovák směřuje po holi dolů (obr. 3).

METODIKA

Charakteristika probandů

Za účelem naší pilotní studie jsme záměrným výběrem zvolili 2 probandy – dospělé muže. Proband č. 1 byl muž, věk 76 roků, nevidomý, v dobré tělesné kondici, ke ztrátě zraku došlo v dospělosti. Tento proband běžně užíval vrchní způsob alternativního držení hole.

Proband č. 2 byl muž, věk 42 roků, nevidomý – nevidomost byla vrozená, proband běžně používá hůl, rukojeť však drží tradičně plným hmatem. Tento proband neměl osvojené držení hole vrchním způsobem.

Měřící aparatura

K provedení elektromyografické analýzy byl použit povrchový, telemetrický EMG přístroj TelemyoMini 16 od výrobce Neurodata (vzorkovací frekvence 1500Hz, pásmová propust 5-500Hz), dále kamera Canon MVX300 a běžný notebook.

Naměřená data byla zpracována pomocí originálního softwaru MyoResearch XP Master Edition firmy Noraxon.

Průběh experimentu

V rámci šetření byla u obou nevidomých probandů hodnocena elektomyografická aktivita m. flexor carpi radialis dx, m. extensor carpi ulnaris dx, m. biceps brachii dx, m. triceps brachii dx, m. tibialis ant dx, m. trapezius horní č. dx, m. tibialis anterior a m. trapezius horni část sin.

V úvodu měření bylo provedeno vyšetření maximální volní kontrakce - MVC (Maximal Voluntary Contraction) pro všechny měřené svaly. Toto vyšetření proběhlo standardním způsoben v pozici dle Jandova svalového testu.

Poté následovalo vlastní měření, kdy probandi absolvovali dráhu s /a bez překážek bez předchozího zacvičení, a to postupně při všech třech způsobech držení hole. Mezi každým měřením byl zařazen odpočinek v pozici v sedu 15 minut. Tato doba je dostatečně dlouhým časovým úsekem k tomu, aby došlo v vyloučení nežádoucí únavy hodnocených svalů.

Analýza dat

Naměřená elektromyografická data byla následně zpracována za použití originálního programu MyoResearch XP Master Edition firmy Noraxon. Z každého měření byl v poslední minutě, za současné vizuální kontroly synchronizovaného videozáznamu, vybrán ustálený 10sekundový úsek, který byl rektifikován (registrovaný elektromyografický záznam je převeden do absolutních hodnot). Následně byla vyhodnocena průměrná amplituda (mean amplitud v ĶV) pro každý sval, a tato hodnota byla normalizována (procentuální vyjádření k hodnotě MVC představující 100 % svalové aktivity). Výsledná data pak byla vzájemně intraindividuálně a interindividuálně porovnána vizuálně a výpočtem Pearsonova korelačního koeficientu na hladině významnosti 0,95. Porovnáván byl vztah mezi jednotlivým držením hole při chůzi bez překážek, jednotlivým držením hole při chůzi s překážkami a vztah jednotlivých typů držení při chůzi bez a s překážkami.

VÝSLEDKY

Detailní výsledky normalizovaných hodnot u každého probanda pro všechny 3 způsoby držení slepecké hole při chůzi bez a s překážkami jsou uvedeny v tabulce 1. Současně jsou v tabulkách 2 až 4 uvedeny výsledky výpočtu Pearsonova korelačního koeficientu pro všechny dále diskutované interindividuální a intraindividuální vztahy.

DISKUSE

K výběru svalů pro EMG analýzu

Při EMG analýze jsme byli limitování počtem kanálů přístroje. Snažili jsme se zvolit svaly, které mají přímý vztah k držení slepecké hole a jejímu použití v průběhu chůze, tzn. svaly v oblasti předloktí podílející se na pohybech zápěstí, dále potom svaly oblasti paže s úzkým vztahem k loketnímu kloubu. Z oblasti ramenního pletence byla vybrána horní část m. trapezius, protože tyto svaly, díky propojující funkci ramenního pletence s oblastí krční páteře současně patří mezi jedny z hlavních svalů, jejichž zvýšená aktivita koresponduje s nástupem únavy při provádění repetitivních pohybových stereotypů na horních končetinách. Ze svalů dolní končetiny byl pro analýzu zvolen m. tibialis anterior, který je důležitým svalem v rámci chůzového mechanismu.

K trendům svalové aktivity u probandů č. 1 a č. 2

Obecně lze konstatovat, že provedená EMG analýza svalové aktivity naznačuje velmi podobné trendy u obou probandů s těmito specifiky, které se nabízejí k diskusi.

U probanda č. 1 dochází v průběhu chůze bez překážek u bočního držení k cca 30% snížení elektrické aktivity v m.extenzor carpi dx., svalová aktivita při alternativním vrchním a základním tradičním držení je ve sledovaných svalech prakticky identická, nejsou přítomny statisticky významné rozdíly mezi jednotlivými svaly. Při chůzi s překážkami se objevuje v průběhu základního držení statisticky významné zvýšení aktivity v m. extenzor carpi ulnaris dx. - cca o 30 % je vyšší aktivita ve srovnání s vrchním držením a o 50 % vyšší aktivita ve srovnání s bočním držením. Jinak nebyl nalezen statisticky významný rozdíl mezi vrchním a základním držením.

Porovnání vrchního držení při chůzi bez a s překážkami dochází v průběhu chůze s překážkami ke snížení aktivity v m. extenzor carpi ulnaris dx. a v m. tibialis anterior dx. o cca 10 % svalové aktivity a současně o cca 17 % snížení aktivity v m. trapezius pars superior dx. Tento fenomén můžeme vysvětlit větší adaptabilitou probanda č. 1 na vrchní držení hole při chůzi ve složitějším terénu. Současně nebyl zjištěn statisticky významný rozdíl mezi bočním a klasickým držením při chůzi bez a s překážkami.

U probanda č. 2 se při chůzi bez překážek objevuje stejný stereotyp držení při vrchním a základním držení, u bočního držení při chůzi bez překážek se snižuje o 25 % svalová aktivita v m. extenzor carpi dx. Při chůzi s překážkami se neobjevuje rozdíl svalové aktivity v závislosti na jednotlivých typech držení hole. Při porovnání svalové aktivity u identického typu držení hole při chůzi bez a s překážkami nenalézáme žádný statisticky významný rozdíl.

K interindividuálnímu porovnání mezi probandy č. 1 a č. 2

Statisticky významnou korelaci mezi jednotlivými probandy nalézáme pouze v případě tradičního držení při chůzi bez a s překážkami. U probanda č. 1 v porovnání s probandem č. 2 je ve všech variantách držení hole s chůzí s překážkami a bez překážek zvýšena aktivita ve dvojhlavém pažním svalu pravé strany (m. biceps brachii), a to až 4x. Současně dochází u probanda číslo 1 při vrchním držení při chůzi s překážkami ke snížení aktivity v m. trapezius dx., což opět dokládá jeho zvýšenou adaptabilitu na vrchní držení hole v náročném terénu.

ZÁVĚR

Byla provedena zcela originální pilotní studie, zabývající se elektromyografickou analýzou pohybového stereotypu na horní končetině u 3 způsobů držení slepecké hole. Vybraní probandi se lišili nejen typem získané nevidomosti, ale také dominantním zacvičením držení hole. Výsledky studie naznačují, že právě tento primární zácvik v držení hole bude jedním z klíčových momentů v následném utváření pohybových stereotypů, které se akcentují při chůzi v zátěžovém prostředí. Vrchní držení hole vykazovalo v naší studii snížení aktivity v trapézových svalech, které patří, v širších souvislostech, mezi ukazatele nástupu přetěžování horní končetiny. Na druhé straně se však objevila vyšší aktivita ve dvojhlavém pažním svalu, která koreluje z kineziologického hlediska se způsobem vrchního držení hole. Primární nástup únavy však bude ve všech případech držení hole dán především správným zácvikem v držení hole, v průběhu kterého budou hrát svoji úlohu mimo jiné i faktory, které se týkají věku nevidomého, jeho motorických a psychických schopností. Nicméně se lze domnívat, že tzv. alternativní držení hole bude jednou z dalších variant pro používání slepecké hole.

Práce vznikla s podporou VZ MŠMT ČR MSM 0021620864 a ESF a MŠMT ČR, projekt č. CZ.1.07/1.3.00/19.0001, Specializace pedagogických pracovníků na výuku prostorové orientace zrakově postižených (koordinátor I. Slouka).

MUDr. David Pánek, Ph.D.

Katedra fyzioterapie UK FTVS

J. Martího 31

162 52 Praha 6