POSTUROGRAFICKÁ EVALUACE FUNKČNÍ ADAPTABILITY PO AMPUTACI DOLNÍ KONČETINY

Overview

Počítačové posturografické vyšetření představuje objektivizační přístrojovou metodu k analýze posturální kontroly za statických i dynamických podmínek. Stěžejním přínosem technologie pro rehabilitaci poruch motoriky je simulace podmínek reálného gravitačního prostředí standardizovaným způsobem. Dynamická posturografie umožňuje velmi detailní kvantitativní měření parametrů funkční adaptace na narušené podmínky posturální kontroly. Klinickou užitečnost mají nikoli momentální výsledky, ale až analýza individuální strategie a trendů probanda v procesu funkční adaptace.

Ve sdělení prezentujeme metodiku, výsledky a interpretace dynamické posturografie na modelových kazuistikách nemocných po amputaci dolní končetiny, kteří absolvovali posturografická vyšetření během jednotlivých fází rehabilitace. Z výsledků je zřejmé, že amputace dolní končetiny vede k alteraci schopností posturální stabilizace a funkční preferenci uchované dolní končetiny. Nemocní se odlišují v trendech funkční adaptace. Pro predikci výsledku funkční adaptace na amputaci jsou ze strukturálních faktorů významné výška pahýlu a příčiny amputace. Ostatní faktory mají funkční charakter a lze je rehabilitačně ovlivnit.

Klíčová slova:
dynamická počítačová posturografie, amputace dolní končetiny, posturální kontrola

ÚVOD

V současné době se v České republice realizuje podpora medicínské rehabilitace díky financím z Evropské unie. Zlepší se technologická vybavenost pro pohybovou rehabilitaci ve většině spádových rehabilitačních center, včetně bezkonkurenčního benefitu počitačové posturografie pro nemocné, u kterých je rehabilitace hlavní formou celkové zdravotní péče.

Na našem pracovišti tuto moderní medicínskou technologii používáme téměř deset roků. Potvrzujeme, že jde o sofistikované elegantní měření, které nabízí velmi detailní výsledky. Svízelnější je jejich klinická interpretace a aplikace. Chceme ostatním pracovníkům v rehabilitaci usnadnit „počáteční obtíže“, kdy prvotní nadšení střídá nihilismus z přemíry informací.

Ilustrující je využití posturografie v rehabilitaci nemocných po amputaci dolní končetiny jako terapeutický biofeedback a současně nástroj evaluace probíhající pohybové rehabilitace. Posturografie nabízí orientaci v individuálních trendech funkční adaptace na strukturální, mechanicky dobře definovanou, ztrátu části dolní končetiny. Současně prezentujeme výhodnost těsné spolupráce klinického a biomechanického pracoviště.

Dynamická posturografie

Dynamická počítačová posturografie je nástrojem, který umožňuje precizní kvantifikaci mnoha dílčích aspektů posturální kontroly. Prostřednictvím posturografických testů můžeme standardizovaně hodnotit momentální účast jednotlivých senzorických systémů na balanci ve vzpřímeném stoji, případně reflexní či volní reaktivitu na ­zevní stimul anebo vůbec volní koordinaci pohybů těžiště těla v prostoru. Na podkladě počítačově zpracovaných záznamů ze silové plošiny posturografu se můžeme poměrně exaktně vyjádřit nejen k aktuální funkční ztrátě v posturální kontrole, ale současně i ke schopnosti funkční kompenzace a adaptace na konkrétní somatickou patologii v určitém časovém období.

Posturální stabilizace

Přiměřená funkční stabilizace jednotlivých segmentů těla se promítá do všech aktivit každodenního života jako jejich nezbytná podmínka. Pojmem posturální stabilizace přitom rozumíme komplexní proces, jehož základním předpokladem je efektivní zpracování a integrace senzomotorických informací centrálním nervovým systémem k adekvátní pohybové odpovědi zabraňující pádu (13, 17). Pokud je tento proces na kterékoliv úrovni narušen, například sníženou svalovou sílou, omezenou hybností v kloubu nebo jinou lézí nervového systému, případně „i jen“ kognitivní poruchou, je pacient vždy vystaven riziku (posturální) nestability.

Posturální stabilizace po amputaci dolní končetiny

Zhoršená míra i kvalita schopností posturální stabilizace po amputaci dolní končetiny je důsledkem více strukturálních, patofyziologických i čistě biomechanických změn současně. Jsou dané nejen ztrátou mechanické opory amputované končetiny. Stejně tak poruchou funkční ko-aktivace mnoha svalových skupin a spolu s tím ztrátou senzorických informací z proprioreceptorů amputované části dolní končetiny, zejména z tlakových receptorů plosky nohy (6, 9).

Dosud publikované studie opakovaně prokázaly, že všichni amputovaní jedinci mají trvale nižší kvalitu posturální stability ve vzpřímeném stoji. Tento limit je nejvíce zřetelný v prvních měsících po amputaci, které jsou zřejmě pro charakter výsledné funkční adaptace rozhodující. Ztráta posturální stability vede k individuálně různému, ale vždy významnému nárůstu rizika i frekvence skutečných pádů, které pak dále potencují subjektivní nejistotu rehabilitovaných a v konečném důsledku snižují možnosti obnovy pohybových funkcí i vlastní rehabilitace ve smyslu sociální participace (14, 22).

Potenciál funkční obnovy posturální stabilizace předurčují okolnosti samotné amputace (úrazová – neúrazová), výška amputace, případně délka pahýlu a průvodní nociceptivní či fantomové vjemy (2, 8, 24). Dále celkové faktory jako jsou věk, BMI a jiná somatická onemocnění. Opakovaně se prokázal význam faktorů, které jsou „rehabilitačně ovlivnitelné“: Čas mezi operací a aplikací protézy (20), doba užívání protézy (4), také volba a nastavení protetických komponent (5, 7). V neposlední řadě se na průběhu i výsledku funkční adaptace vždy významně podílejí psychologické momenty a možnosti sociálního zázemí (10).

Amputace dolní končetiny vede k celé řadě specifických adaptačních a kompenzačních mechanismů v posturální kontrole nemocných. Amputovaní jsou prokazatelně více závislí na zrakových vjemech (11, 22), častěji používají tzv. kyčelní strategii v obnově balance, vždy a doživotně trvale více používají uchovanou (neamputovanou) dolní končetinu během stoje i chůze (3, 9).

Posturografická evaluace různé funkční adaptace po amputaci dolní končetiny

V dalším sdělení demonstrujeme dva odlišné scénáře funkční úpravy adaptačních a kompenzačních mechanismů obnovy posturální kontroly.

Z kartotéky více jak stovky amputovaných (v letech 2002 – 2010) vybíráme „typické ilustrace“ užitečnosti dynamické posturografie pro objektivní dokumentaci průběhu funkční adaptace těchto nemocných s invalidizující poruchou zdraví.

Prezentujeme zásadní význam a klinickou výtěžnost počítačové posturografie pro detailnější orientaci ve složité mozaice pohybových funkcí. Zejména s ohledem na individuální funkční charakteristiky rehabilitovaných. Posturograficky (exaktně) získaná data můžeme z velké části aproximovat (nikoli zobecnit) také pro nároky na klinické fyzikální vyšetření a sledování funkční úpravy během pohybové rehabilitace.

METODIKA

Probandi

1. pacient: 46letý muž po transtibiální amputaci (TTA) pravé dolní končetiny v důsledku polytraumatu. Pro komplikované hojení devastovaných měkkých tkání amputačního pahýlu byl vybaven protézou až po 6 týdnech od úrazu. Přes tyto problémy byl schopen intenzivní fyzioterapie v rámci ústavní rehabilitace již před oprotézováním a potom s protézou po další 3 týdny. Při ukončení hospitalizace (v 10. poúrazovém týdnu) byl posturálně a lokomočně zcela samostatný, pro žádnou z denních aktivit nepotřeboval opěrnou pomůcku. V průběhu rehabilitace pacient udával bolesti distální části pahýlu a fantomové bolesti, které pozvolna odeznívaly. V navazující ambulantní rehabilitaci se postupně a stále více pravidelně věnoval kondiční cyklistice. Před úrazem jezdil na bicyklu jen minimálně, od 5. poúrazového měsíce až 10 hodin týdně.

Pacient byl posturograficky měřen celkem čtyřikrát:

1. měření: druhý den po vybavení protézou; 2. měření: po deseti dnech; 3. měření: v den ukončení hospitalizace na lůžkové rehabilitaci po dvou týdnech po vybavení protézou; 4. měření: v době ambulantní rehabilitace sedm týdnů po vybavení protézou.

2. pacient: 49letý muž po transfemorální amputaci (TFA) pro progresi gangrény jako komplikace diabetes mellitus II. typu. Tento pacient byl vybaven protézou ve 4. týdnu od amputace. Stejně jako pacient č. 1 byl rehabilitován na lůžku již před oprotézováním a další 3 týdny po vybavení protézou. Při ukončení ústavní rehabilitace se pacient spoléhal na podporu dvou podpažních berlí pro značnou nejistotu při chůzi i bolestivost neamputované DK. Pokračoval v ambulantní rehabilitaci a následně absolvoval prodloužený pobyt v lázních. Od ukončení hospitalizace nemocného dost zásadně limitovaly klaudikace neamputované DK, které přetrvávaly v nezměněné intenzitě i po lázeňském pobytu. U tohoto pacienta prezentujeme výsledky z celkem čtyř měření: 1. měření: druhý den po vybavení protézou; 2. měření: čtrnáct dní po vybavení protézou; 3. měření: v den ukončení hospitalizace na lůžkové rehabilitaci po třech týdnech po vybavení protézou; 4. měření: po ukončení lázeňského pobytu po 16 týdnech (koncem 4. měsíce) po vybavení protézou.

Podmínkou vyšetření bylo, aby pacienti byli schopni stát samostatně bez opěrné pomůcky po dobu trvání testu (min. 60 sekund).

Oba pacienti po amputaci absolvovali intenzivní rehabilitaci, zpočátku zaměřenou zejména na otužování a formování pahýlu k přípravě na oprotézování. Následoval posturální trénink s nácvikem chůze a jejích variací.

Posturografické vyšetření

K posouzení posturální stability v průběhu rehabilitace a po ní byly zvoleny dva posturografické testy. Jako první Motor Control Test (MCT), který analyzuje strategii automatické posturální reakce na zevní podnět, konkrétně na translaci plošiny. Hodnotí se přitom posturální reakce během pohybu plošiny vpřed a vzad (obr. 1). V obou směrech jsou testovány celkem tři rychlosti posunu plošiny – pomalé, středně rychlé a rychlé ve třech opakováních (rychlost je standardizována k výšce probanda, maximální rychlost je 15,2 cm/sec). Z výstupních parametrů uvádíme u obou amputovaných procentuální rozdíl v rozložení tělesné hmotnosti mezi oběma dolními končetinami během posunu plošiny. Výsledné hodnoty tvoří průměr vždy pro tři opakování při posunu plošiny danou rychlostí (tab. 1).

Poté byla u každého z probandů hodnocena volní aktivita v testu Limits of stability (LOS). Test analyzuje individuální strategii při aktivním přesunu těžiště. Přesněji projekci těžiště do podložky, respektive vážený průměr všech tlaků do podložky (tzv. Center of pressure, COP) předem vymezeným směrem při současné vizuální zpětné vazbě. Během testu proband stojí na silové plošině a na obrazovku před ním se promítá momentální pozice jeho COP. Pacient je instruován, aby inklinací těla přemístil projekci COP celkem čtyřmi směry – dopředu, dozadu, na stranu amputované DK a na stranu neamputované DK (obr. 2). Snahou je dosáhnout co nejrychleji a co nejpřesněji krajního bodu vyznačeného na obrazovce. Bod představuje teoretických 100 % limitů stability (12). Z množství sledovaných parametrů dále uvádíme ve výsledcích jen maximální inklinaci, dále okamžik první korekce směru pohybu a kontrolu směru pohybu. Parametry jsou hodnoceny vždy pro všechny směry.

VÝSLEDKY

Motor Control test (MCT)

V MCT jsou v případě sledovaných kazuistik nejvíce výtěžné výsledné hodnoty parametru symetrie stoje. V tabulce 1 uvádíme procentuální zatížení neamputované DK při translaci plošiny u obou testovaných jedinců. Grafické znázornění výsledných hodnot, které je součástí protokolu z posturografického vyšetření, je na obrázku 3.

Je zřejmé, že oba pacienti preferují během translace plošiny neamputovanou dolní končetinu (v případě TTA se jedná o levou DK, u TFA je to pravá DK).

U pacienta s traumatickou TTA je evidentní relativně konzistentní preferenční zatěžování neamputované DK pro všechna měření, s náznakem mírné tendence k symetrizaci s postupem času.

Naopak u pacienta s TFA je na základě vyšetření zřejmé, že strategie reakce na jednotlivé podtrhy se více lišila nejen mezi jednotlivými měřeními v čase, ale i pro jednotlivé dílčí podtrhy během jednoho měření. Relativně rovnoměrné zatížení obou DKK je u tohoto pacienta patrné při posledním měření.

Limits of Stability (LOS)

Z výsledků testu LOS jsou v tabulce 2) uvedeny hodnoty pro parametry maximální inklinace testovaným směrem (parametr MXE), bod první korekce průběhu pohybu (parametr EPE) a kontrola směru pohybu (parametr DCL). Hodnoty jsou vyjádřeny relativně (v procentech) vzhledem k teoretickým 100 % limitům stability.

Grafické znázornění výsledků zobrazuje průběh trajektorie COP během provádění testu (obr. 4). Trajektorie názorně reflektuje nejen schopnost maximální inklinace v průběhu adaptace na protézu, ale i změnu volené strategie pohybu.

U nemocného s transtibiální amputací můžeme sledovat, jak se snížená schopnost přenést hmotnost na stranu amputované DK (pravá) v průběhu měření zlepšovala, stejně jako strategie pohybu daným směrem.

U pacienta po transfemorální amputaci je zřejmý podobný trend při prvním měření, kdy volní inklinace těla na stranu amputované DK (levá) byla snížená ve srovnání s druhou stranou. Z grafického znázornění také vyplývá, že kontrola pohybu těžiště v rámci limitů stability je u transfemorálně amputovaného ve srovnání s transtibiálně amputovaným snížená všemi testovanými směry.

DISKUSE

Sdělení prezentuje dvě rozdílné kazuistiky pacientů po amputaci dolní končetiny. Předmětem příspěvku je poukázat na možnost objektivního hodnocení efektu průběhu fyzioterapie a s ní související adaptaci posturálního systému. Argumentace výsledků vychází nejen z podstaty posturografického vyšetření, ale je předložena s přihlédnutím k dalším onemocněním a individualitě každého pacienta.

Posturografické vyšetření simuluje standardizovaným způsobem podmínky reálného prostředí. To je jedno ze zcela stěžejních až bezkonkurenčních pozitiv této metody. K posouzení posturální kontroly amputovaných pacientů jsme zvolili testy Motor Control Test (MCT) a Limits of Stability (LOS). Během MCT je pacient vystaven neočekávanému externímu stimulu, který můžeme přirovnat například k prudšímu zastavení autobusu. V testu sledujeme, jakou strategii posturální kontroly pacient podvědomě zvolí – testujeme tak automatické posturální reakce, které nepodléhají volní kontrole (17, 23). Test LOS poukazuje naopak na schopnost volní kontroly pohybu těžiště v prostoru. Tato kontrola je typická pro činnosti, kdy si musíme například podat vzdálený předmět, nebo kdy dochází ke změně polohy ze sedu do stoje (17, 18). V testu hodnotíme jak efektivně se pacient nakloní určitým směrem, aniž by se změnil charakter jeho opěrné báze.

Z výsledků testu MCT vyplývá preferenční využívání neamputované DK k automatické posturální kontrole u obou probandů pro většinu testovaných situací. Tyto výsledky odpovídají závěrům studií, které opakovaně prokazují, že po amputaci dolní končetiny je více zatěžovaná zdravá končetina. Tato asymetrie není prokázaná pouze během stoje za statických a dynamických podmínek (14, 15), ale i během chůze, kdy např. na amputované DK je prokazatelně kratší doba stojné fáze ve srovnání s intaktní DK (1).

Je zřejmé, že z biomechanického hlediska představuje symetrické rozložení tělesné hmotnosti mezi oběma dolními končetinami optimální stabilitu během stoje.

Otázkou k další diskusi a dalším experimentům ovšem zůstává, zda je asymetrické zatěžování dolních končetin „kontraproduktivní“ v případech, kdy je jeho příčinou určité biomechanické omezení nebo neurologická léze. Tedy za situací, kdy se pacient více spoléhá na „zdravou“ uchovanou dolní končetinu. Ta je bezesporu prostředníkem, článkem s neporušenou integritou receptorů a efektorů, mezi nervovým systémem (CNS) a pohybovou periferií v procesech kontroly a plánování pohybu.

Amputace dolní končetiny reprezentuje jak omezení biomechanická, daná konstrukčními vlastnostmi protézy, tak omezení neurologická, kdy není zajištěna adekvátní kontrola amputované části pro deficit proprioceptivních informací. Proto preferenční zatěžování neamputované DK během posturálních automatismů můžeme považovat do určité míry za žádoucí.

Je zajímavé, jak odlišně se u prezentovaných kazuistik ve sledovaném časovém horizontu vyvíjela strategie kontroly pohybu během testu MCT ve smyslu zatěžování dolních končetin (DKK).

U jedince, u kterého došlo k amputaci v bérci za plného zdraví, byla míra zatěžování neamputované DK konzistentní v průběhu jednotlivých měření (obr. 3). Z těchto výsledků můžeme docela oprávněně usoudit, že preference v zatěžování intaktní končetiny je u pacienta nově vytvořena v posturálních automatismech po amputaci DK a vlivem rehabilitace a každodenního užívání protézy se nemění.

Výsledky pro pacienta s transfemorální amputací se liší. Pro první tři měření (1.-3.), kdy pacient absolvoval fyzioterapii, docházelo pro dílčí translace plošiny k rozdílným strategiím kontroly pohybu i v průběhu jednoho měření (obr. 3). To může naznačovat, že pacient správnou strategii pro kontrolu pohybu více „hledal“. Až při posledním měření bylo zatěžování DKK pro všechny testované směry translace poměrně ustálené. Na rozdíl od pacienta TTA bylo zatížení mezi oběma DKK relativně symetrické. V tomto případě přisuzujeme symetrizaci stoje mal-adaptaci posturálního systému za situace, kdy je přítomna polyneuropatie jako komplikace diabetu. Symetrizace stoje v tomto případě naopak představuje zhoršenou posturální kontrolu a zvýšené riziko pádu. Naše výsledky korespondují se závěry studie Vanicek a spol. (21), kde autoři prokázali, že amputovaní jedinci s vyšší pravděpodobností pádu vykazovali nižší asymetrii stoje během translace plošiny.

Z výsledků testu LOS můžeme vyvodit podobné závěry. U TTA je zřejmá kontinuální progrese během měření při pohybu na stranu amputované DK pro všechny testované parametry, na rozdíl od TFA, kde již nejsou výsledky tak jednoznačné. Z těchto výsledků bychom mohli usuzovat, že u TTA je volní kontrola pohybů těžiště, na rozdíl od posturálních automatismů, předmětem motorického učení. Maximální inklinace testovanými směry byla pro všechna měření lepší u TTA.

Je zřejmé, že posturální kontrola a s ní související subjektivní posturální jistota je závislá na výšce a příčině amputace DK (16). U obou probandů se ve sledovaném časovém horizontu zlepšovala strategie kontroly pohybu. Vyjádřená bodem prvního zaváhání (tab. 2) na stranu amputované DK, což považujeme za verifikaci nezbytnosti nácviku efektivní práce s těžištěm v prostoru v procesu motorického učení během fyzioterapie (8).

Velkou výhodou prezentované dynamické posturografie během rehabilitace je bezkonkurenční možnost okamžitě přihlédnout při hodnocení k více aspektům a zejména k individualitě pacienta. Výsledky z měření probandů odpovídají aktuálním poznatkům o posturální kontrole amputovaných a představují podnět k posturografickému hodnocení na větším souboru účastníků. Z pohledu bližšího porozumění řízení pohybu, volby strategie posturální kontroly a hledání širších souvislostí mezi stabilizací bipedního stoje a například parametry chůze je objektivní hodnocení pohybového projevu nezbytností.

ZÁVĚR

Uvedené kazuistiky demonstrují, jak sofistikovaná posturografická evaluace přímo koreluje s klinickým obrazem nemocných. Méně efektivní strategie automatické reakce (test MCT), stejně jako volní kontrola pohybu těžiště (test LOS) u jedince po transfemorální amputaci pro komplikace diabetu, poukazují na jeho zhoršenou posturální kontrolu ve srovnání s transtibiálně amputovaným v důsledku polytrauma. Z pohledu efektivity průběhu fyzioterapie, popřípadě další léčby, je klíčové funkční standardizované hodnocení stavu pacienta, tedy hodnocení, které vypovídá o reálných možnostech pacienta v běžném životě. Výhodou posturografického vyšetření je navíc objektivní kvantifikace testovaných situací a jejich dokumentace.

Příspěvek vznikl za podpory vnitřního grantu Univerzity Palackého v Olomouci, id. FTK 2011 011 „Interkončetinová koordinace u jedinců po amputaci dolní končetiny” a za podpory výzkumného záměru FTK UP „Pohybová aktivita a inaktivita obyvatel České republiky v kontextu behaviorálních změn“ (id. 6198959221).

Mgr. Barbora Kolářová
Katedra přírodních věd v kinantropologii
Fakulta tělesné kultury UP
Tř. Míru 115
771 11 Olomouc
e-mail: barbora.kolarova@upol.cz