Elektrostimulácia denervovaných svalov: princíp, parametre a bezpečná rehabilitácia

Elektrostimulácia denervovaných svalov nie je to isté ako bežná EMS používaná na posilňovanie zdravých svalov alebo na rekonvalescenciu po mozgovej príhode. Denervovaný sval vyžaduje selektívny stimulačný prúd s pomalším nábehom a dlhším trvaním, ktorý dokáže bez funkčného nervu priamo vyvolať kontrakciu svalového vlákna.

Selektívna stimulačná terapia sa používa predovšetkým ako doplnková liečba pri poškodení periférnych nervov. Jej cieľom je obmedziť svalovú atrofiu, zachovať štruktúru a metabolickú aktivitu svalového tkaniva a podporiť funkciu svalu počas regenerácie nervu, vždy však v spojení s lekárskou diagnostikou a fyzioterapiou.

Čo znamená denervácia svalu

V zdravom svale je nerv mostom medzi mozgom a svalovým vláknom. Zdravý nerv veľmi rýchlo „vystrelí“: veľmi krátky, mikrosekundový impulz stačí na vyvolanie pohybu.

Keď je nerv poškodený alebo úplne stratí funkciu, svalové vlákno musí reagovať priamo na elektrický stimul. Bežný impulz určený na stimuláciu nervu preto nemusí pri denervovanom svale vyvolať kontrakciu.

Selektívny stimulačný prúd je potrebný tam, kde je poškodený dolný motoneurón, teda nerv vedúci zo miechy k svalu. O tejto indikácii rozhoduje lekár alebo fyzioterapeut.

Prečo bežná EMS pri denervácii často nefunguje

Bežné stimulátory používajú krátke impulzy - rádovo stovky mikrosekúnd. Takýto impulz je vhodný pre svaly so zachovanou inerváciou, pretože elektrický prúd najprv aktivuje motorický nerv a ten následne vyvolá kontrakciu svalu.

Pri úplnej alebo výraznej denervácii však nervový most nefunguje. Svalové vlákno musí byť stimulované priamo, a preto potrebuje podstatne dlhší impulz s vhodným tvarom a dostatočnou intenzitou.

Kronaxia - prah potrebný na kontrakciu

Kronaxia označuje dĺžku impulzu, ktorá je práve dostatočná na vyvolanie kontrakcie svalu pri intenzite rovnej dvojnásobku reobázy. Pri zdravom nervosvalovom systéme je kronaxia veľmi krátka: 0,1-0,7 ms.

Pri poškodenom nerve sa kronaxia zväčšuje: pri čiastočnom poškodení dosahuje 3-20 ms a pri úplnej denervácii je vyššia ako 20 ms. Denervovaný sval teda reaguje iba na omnoho dlhšie impulzy než zdravý nervosvalový systém.

Odborník môže meraním kronaxie presnejšie určiť závažnosť poškodenia a podľa výsledku prispôsobiť parametre liečby.

Akomodácia - základ selektívnej stimulácie

Akomodácia je fyziologický ochranný mechanizmus, pri ktorom si zdravé nervové vlákna „zvyknú“ na pomaly narastajúci prúd a nereagujú naň. V nervových vláknach sa spúšťajú kompenzačné iónové prúdy, ktoré bránia prekročeniu prahovej hodnoty podnetu.

Čas akomodácie je pri nervoch približne 20-30 ms, zatiaľ čo pri svalových vláknach je 100-300 ms. Ak impulz dosiahne svoj vrchol pomaly, napríklad pri trojuholníkovom tvare s nábehom trvajúcim 100-300 ms, zdravé nervy sa akomodujú, ale denervované svalové vlákna, ktoré túto schopnosť stratili, môžu zareagovať.

Takýto postup umožňuje selektívnejšie stimulovať denervovaný sval a zároveň obmedziť aktiváciu zachovaných nervových vlákien.

Rozdiel medzi bežnou EMS, TENS a selektívnou stimuláciou

Princíp elektrostimulačných prístrojov je založený na simulácii telu vlastných impulzov, ktoré sa prostredníctvom elektród privádzajú na pokožku, odkiaľ postupujú do nervových alebo svalových vlákien.

Elektródy je možné upevniť na rôznych častiach tela. Elektrické stimuly sú spravidla neškodné a prakticky bezbolestné; pri určitých aplikáciách človek pociťuje iba jemné mravenčenie alebo vibrovanie.

Elektrické impulzy vysielané do tkaniva ovplyvňujú prenos vzruchov v nervových vedeniach, nervových uzloch a svalových skupinách v oblasti aplikácie.

TENS

Stimulácia nervových dráh, označovaná ako TENS, teda transkutánna elektrická stimulácia nervov, sa využíva najmä pri bolestiach chrbtice a kĺbov, napríklad kolenného kĺbu, bedrového kĺbu alebo ramena.

TENS môže pomáhať aj pri bolestiach po poranení pohybového aparátu, pri neuralgii, niektorých bolestiach hlavy, bolestiach pri poruchách prekrvenia a pri chronických bolestivých stavoch z rôznych príčin.

Bežná EMS

Elektrická stimulácia svalov, teda EMS, je rozšírená a všeobecne uznávaná metóda, ktorá dlhé roky nachádza uplatnenie v športovom a rehabilitačnom lekárstve.

V oblasti športu a fitnes sa EMS používa ako doplnková metóda ku konvenčnému svalovému tréningu na zvýšenie výkonnosti svalových skupín a prispôsobenie telesných proporcií požadovaným estetickým cieľom.

Aplikácia EMS môže mať aktivačný smer, pri ktorom sa vyvoláva cielené posilnenie svalstva, alebo relaxačný smer, pri ktorom sa dosahuje uvoľňujúci a zotavujúci účinok.

Selektívna stimulácia denervovaného svalu

Selektívna stimulácia používa dlhšie impulzy s pomalým nábehom, aby dokázala priamo aktivovať denervované svalové vlákna. Pri úplnej denervácii môže byť potrebné trvanie impulzu v stovkách milisekúnd.

Pri liečbe zdravého svalu je dĺžka impulzu približne 100-500 µs, teda 0,1-0,5 ms. Pri denervovanom svale sa používa približne 100-900 ms, čo predstavuje výrazne dlhší stimul.

Parametre stimulácie denervovaného svalu

Fyzioterapeut individuálne nastavuje dĺžku impulzu podľa závažnosti poškodenia. Čím ťažšie je poškodenie nervu, tým dlhší impulz môže byť potrebný.

Potreba dlhého impulzu vysvetľuje, prečo je liečba denervovaného svalu zvyčajne pomalšia a používa nižšiu frekvenciu, typicky 0,5-2 Hz. Každému impulzu musí predchádzať dostatočný čas na uvoľnenie a prestávku.

Tvary impulzov a ich použitie

Trojuholníkový impulz

Trojuholníkový impulz sa používa pri ťažkej, úplnej alebo takmer úplnej denervácii, najmä na začiatku liečby. Má pomalé stúpanie a následné klesanie.

Pri ťažkom periférnom poškodení sa odporúča začať s trojuholníkovým impulzom s trvaním 300-900 ms. Ak prístroj umožňuje nastavenie pomeru nábehu a klesania, odporúča sa približne 90%/10%, čo znamená, že prúd veľmi pomaly stúpa a rýchlejšie klesá.

Takáto konfigurácia maximalizuje akomodačný efekt: zdravé nervy signál ignorujú, zatiaľ čo denervované svalové vlákna sa sťahujú.

Trapézový impulz

Trapézový impulz má strmší nábeh, určitý čas udržiavaný vrchol a následné klesanie. Používa sa pri stredne ťažkom alebo čiastočnom poškodení nervu, keď je prítomná čiastočná reakcia.

Jeho použitie môže zodpovedať fáze, v ktorej nerv začína regenerovať, ale sval ešte nereaguje na krátke impulzy používané pri bežnej EMS.

Dlhý štvorcový impulz

Dlhý štvorcový impulz má okamžitý nábeh a ukončenie, ale jeho trvanie zostáva výrazne dlhšie než pri bežnom EMS. Používa sa pri miernej denervácii alebo v procese zlepšovania.

Jeho použitie môže naznačovať, že nerv regeneruje a kronaxia sa znižuje.

Bifázický štvorcový impulz

Bifázický štvorcový impulz s trvaním približne 100-500 µs je určený pre svaly so zdravou inerváciou. Používa sa pri bežnej EMS, funkčnej elektrostimulácii a pri rehabilitácii po mozgovej príhode.

Pri zachovanom motorickom nerve nie je selektívny stimulačný prúd potrebný. Aplikácia selektívneho prúdu na sval s normálnou inerváciou môže byť nepríjemná, dokonca bolestivá, a zvyčajne je neúčinná.

Ako sa liečba mení počas regenerácie nervu

Liečba periférneho poškodenia nervu má charakteristický vývojový priebeh, ktorý fyzioterapeut sleduje pri pravidelných kontrolách.

Zjednodušene môže prechod vyzerať takto: trojuholníkový impulz pri ťažkej denervácii, následne trapézový impulz v stredne ťažkej fáze, potom dlhý štvorcový impulz pri miernej denervácii a napokon bifázický štvorcový impulz, keď je nerv zdravý.

Tento prechod nie je automatický a prístroj sa sám neprepne. Fyzioterapeut pravidelne hodnotí reakciu svalu a podľa nej upravuje program.

Charakter svalovej reakcie na impulz môže napovedať, v akej fáze regenerácie sa nerv nachádza. Ak určitý tvar vlny vyvolá silnú kontrakciu, regenerácia nervu môže napredovať; ak sval reaguje iba slabo, môže byť potrebné pokračovať v doterajšej terapii alebo upraviť parametre.

Rozdiel medzi periférnou paralýzou a ochrnutím po mozgovej príhode

Pri ochrnutí po mozgovej príhode je motorický nerv svalu zachovaný. Problém sa nachádza v mozgu a centrálnej nervovej sústave.

V tomto prípade sa používa obvyklý bifázický štvorcový EMS impulz s nízkou frekvenciou, ktorý cez zachované nervové dráhy vyvolá kontrakciu svalu v rámci bežných EMS parametrov.

Pri periférnej paralýze je poškodený dolný motoneurón alebo periférny nerv. Vtedy bežná EMS nemusí vyvolať kontrakciu a je potrebný selektívny stimulačný prúd s dlhším impulzom.

Pri nesprávnom výbere prúdu môže byť stimulácia neúčinná alebo nepríjemná. Preto o vhodnom type prúdu rozhoduje lekár alebo fyzioterapeut na základe vyšetrenia.

Stavy, pri ktorých môže selektívna stimulácia pomôcť

Peroneálna alebo fibulárna paralýza

Peroneálny, teda fibulárny nerv, je najčastejšie poškodzovaným periférnym nervom na dolnej končatine. Pri jeho poranení môže byť nemožné zdvíhanie chodidla a prstov smerom nahor, čo vedie k takzvanej visiacej nohe a častému zakopávaniu.

Selektívna stimulácia svalov chodidla a prednej časti lýtka môže pomôcť obmedziť atrofiu a pri začínajúcej regenerácii nervu podporiť návrat funkcie.

Bellova obrna tvárového nervu

Pri Bellovej obrne sa denervujú mimické svaly jednej polovice tváre. Môže dôjsť k nakriveniu úst, ťažkostiam so zatváraním oka a problémom s artikuláciou.

Selektívna stimulácia drobných mimických svalov vyžaduje veľmi jemné nastavenie parametrov. Kritické sú veľkosť elektród, polarita a dĺžka impulzu.

Cieľom terapie môže byť spomalenie atrofie mimických svalov a udržanie ich funkcie počas regenerácie nervu.

Poškodenie nervu pri výhreze platničky

Pri výhreze platničky vyčnievajúci materiál tlačí na koreň nervu, čo môže viesť k oslabeniu alebo paréze svalových skupín zásobovaných daným segmentom.

Ak tlak významne znižuje funkciu nervu, selektívna stimulácia môže pomôcť udržať stav postihnutej svalovej skupiny pred konzervatívnou liečbou alebo operáciou a po nej.

Liečba pri výhreze platničky sa vždy začína na základe lekárskej diagnózy a odporúčania fyzioterapeuta.

Pooperačné a traumatické poškodenie nervu

Pri chirurgických zákrokoch, úrazoch alebo zlomeninách môžu byť nervy mechanicky poškodené, dočasne alebo trvalo v závislosti od rozsahu poranenia.

Pri traumatickom poškodení nervu, napríklad pri axonotméze alebo neurotméze, je selektívna stimulácia jednou z hlavných rehabilitačných metód na obmedzenie atrofie svalu.

Čím skôr sa terapia začne, tým väčšia môže byť pravdepodobnosť zachovania funkčnej svalovej hmoty do obnovenia nervového zásobenia.

Cauda equina syndróm a nízke poranenie miechy

Pri poškodení spodnej časti miechy, ktoré poškodí dolné motoneuróny, napríklad pri syndróme cauda equina, sa môžu denervovať svaly dolných končatín.

V takýchto prípadoch bežná funkčná elektrostimulácia nemusí fungovať, pretože predpokladá zachovanú nervovú dráhu.

S použitím stimulácie s dlhou šírkou impulzu, označovanej ako LPWS, je možné v niektorých prípadoch vyvolať svalovú kontrakciu. Impulzy môžu byť až 100-1000-krát dlhšie než pri bežnej stimulácii.

Cieľom môže byť obmedzenie atrofie, prevencia preležanín spôsobených tlakom pri sedení a v niektorých prípadoch čiastočná obnova státia a chôdze.

Možné účinky elektrostimulácie v rehabilitácii

Elektrická stimulácia svalov môže mať niekoľko pozitívnych účinkov na posilnenie svalov a rehabilitáciu, najmä u osôb, ktoré nemôžu vykonávať tradičné cvičenia pre zranenie, bolesť alebo výrazne obmedzenú pohyblivosť.

• Zvýšenie svalovej sily: EMS pomáha aktivovať svalové vlákna, čo môže viesť k ich posilneniu.
• Rehabilitácia po úrazoch: U pacientov s obmedzenou schopnosťou cvičiť môže EMS podporiť svalovú aktiváciu a udržanie sily počas rehabilitačného procesu.
• Zlepšenie prekrvenia: EMS môže stimulovať prekrvenie v ošetrovaných oblastiach, čo môže podporiť hojenie a regeneráciu tkanív.
• Zvýšenie vytrvalosti: Pravidelné používanie EMS môže zlepšiť svalovú vytrvalosť a podporiť zvyšovanie fyzickej kondície.
• Úľava od bolesti: Elektrostimulácia môže pôsobiť ako analgetikum a pomáhať zmierňovať bolesť a zápal vo svaloch a kĺboch.
• Zlepšenie flexibility: Niektoré štúdie naznačujú, že EMS môže prispieť k zlepšeniu flexibility svalov a kĺbov.

EMS je najúčinnejšia v kombinácii s ďalšími formami cvičenia a rehabilitácie. Elektrostimulácia nenahrádza pravidelný tréning svalov, vhodne však dopĺňa jeho účinky.

Význam skorého začatia liečby

Rýchlosť regenerácie nervu je v priemere 1 mm denne. Dlhší úsek nervu môže regenerovať mesiace až roky.

Ak sa sval počas tohto obdobia výrazne atrofuje, regenerujúci nerv už nemusí mať dostatočne zachované svalové tkanivo, do ktorého by sa mohol znovu zapojiť.

Štúdie naznačujú, že svalová skleróza, teda nezvratné poškodenie kontrakčných jednotiek, začína priemerne po 12-18 mesiacoch bez stimulácie.

Elektrická stimulácia je najefektívnejšia, keď sa začne čo najskôr po poranení, pričom konkrétny čas začatia musí určiť lekár alebo fyzioterapeut podľa typu poškodenia a fázy hojenia.

Čo ukazuje odborné a klinické pozorovanie

Optimalizácia trojuholníkového impulzu

Pri sledovaní pacientov s denervovanými svalmi tibialis anterior a extensor digitorum communis sa porovnávali rôzne kombinácie trojuholníkových impulzov.

Pri svale tibialis anterior dokázal 200 ms trojuholníkový impulz s proximálne umiestnenou katódou vyvolať účinnú svalovú kontrakciu pri významne nižšej intenzite.

Nižšia intenzita môže znamenať menšie nepohodlie a menšie riziko podráždenia kože.

Dlhodobá stimulácia denervovaných svalov

Výskumný tím viedenského Wilhelminenspitalu klinicky preukázal, že exponenciálny, teda trojuholníkový prúd nemusí byť vždy dostatočný na dlhodobú liečbu ťažko denervovaných a degenerovaných svalov.

Pomocou bifázických programov s dlhými impulzmi v rozsahu 120-150 ms sa podarilo vyvolať tetanickú kontrakciu.

V protokole po úraze miechy na úrovni D12/L1 pacienti po 1-2 rokoch každodenného FES tréningu vyvinuli dostatočnú silu na vstanie z drepu medzi paralelné tyče, hoci predtým boli úplne denervovaní.

Výsledky ukázali, že denervovaný sval je v určitých prípadoch možné znovu trénovať aj dlhý čas po poranení.

Elektrická stimulácia a regenerácia nervu

Otázka, či elektrická stimulácia ovplyvňuje regeneráciu nervu, bola desaťročia predmetom diskusií. Dnešný konsenzus je taký, že stimulácia svalu nebráni rastu nervu späť.

Svalová kontrakcia pomáha zachovávať štruktúru svalového tkaniva, prekrvenie a metabolickú aktivitu, teda podmienky potrebné na to, aby sa regenerujúci nerv mal kam znovu zapojiť.

Systematický prehľad z roku 2022 zhromaždil klinické dôkazy o vzťahu medzi elektrickou stimuláciou a regeneráciou periférnych nervov. V niektorých randomizovaných štúdiách dosiahli pacienti s poranením ulnárneho nervu po elektrickej stimulácii významne lepšiu silu stisku ruky než kontrolná skupina, najmä od prvého roku.

Randomizovaná štúdia po chirurgickom ošetrení karpálneho tunela ukázala, že aplikácia 20 Hz elektrickej stimulácie súvisela s rýchlejším obnovením nervových spojení, približne za 6-8 týždňov, kým v kontrolnej skupine to trvalo až 12 mesiacov.

Systematický prehľad z roku 2023 konštatuje, že elektrická stimulácia pri periférnom poškodení nervu je najúčinnejšia, ak sa začne čo najskôr po poranení, pri krátkom čase stimulácie a pri frekvencii okolo 20 Hz.

Po povzbudivých výsledkoch u zvierat priniesli nádejné výsledky aj humánne klinické štúdie, najmä v spojení s chirurgickými zákrokmi. Elektrická stimulácia môže samostatne alebo v kombinácii s inými rehabilitačnými metódami prispieť k funkčnému zlepšeniu.

Elektródy a nastavenie terapie

Veľkosť a umiestnenie elektródy sú dôležité. Pri denervovanom svale nemusí byť možné použiť rovnaké umiestnenie elektród ako pri bežnej EMS.

Pri niektorých svaloch môže vhodná poloha katódy a anódy znížiť potrebnú intenzitu a zlepšiť vyvolanie kontrakcie. Nastavenie však musí vychádzať z konkrétneho svalu, rozsahu denervácie, kožnej citlivosti a výsledkov vyšetrenia.

Pri mimických svaloch sú obzvlášť dôležité veľkosť elektród, polarita a dĺžka impulzu, pretože ide o malé svalové skupiny v citlivej oblasti.

Domáca liečba a odborný dohľad

Ešte pred 10-15 rokmi bola selektívna stimulácia dostupná najmä v nemocniciach. Dnes ju možno v určitých prípadoch vykonávať aj doma, avšak počiatočné nastavenie programov a pravidelné kontroly musí vykonať fyzioterapeut alebo lekár.

Diagnostiku, napríklad EMG a vyšetrenie rýchlosti vedenia nervu, stanovenie terapeutického plánu a kontroly vykonáva vždy odborník.

Domáca liečba je bezpečná iba s programami a parametrami nastavenými odborníkom. Pacient nemá svojvoľne meniť tvar impulzu, jeho trvanie, frekvenciu, intenzitu ani umiestnenie elektród.

Prístroje určené na domáce použitie môžu kombinovať denervované programy s trojuholníkovými, trapézovými a dlhými štvorcovými impulzmi, EMS programy pre normálne inervované svaly, TENS programy na zmiernenie bolesti a FES programy s nožným spínačom na podporu chôdze.

Kontraindikácie a bezpečnostné opatrenia

Selektívna stimulačná liečba je pri lekárskom dohľade bezpečná, ale existujú stavy, pri ktorých sa nesmie použiť alebo si vyžadujú individuálne posúdenie. Pred začatím terapie sa vždy poraďte so svojím ošetrujúcim lekárom.

• Implantovaný kardiostimulátor alebo iný implantovaný elektrický prístroj.
• Aktívne nádorové ochorenie v oblasti liečby.
• Tehotenstvo, najmä pri aplikácii na brušnú a bedrovú oblasť.
• Epilepsia alebo iné záchvatovité ochorenia.
• Akútne alebo chronické poruchy srdcového rytmu a poruchy vodivého systému srdca.
• Vysoká horúčka, napríklad nad 39 °C.
• Inzulínová pumpa.
• Zápal kože, otvorené rany, popáleniny, pomliaždeniny, opuchy, vyrážky alebo operačné rany v štádiu hojenia.
• Trombóza alebo tromboflebitída v ošetrovanej oblasti.
• Poruchy citlivosti so zníženým vnímaním bolesti.
• Akútne ochorenia, poruchy zrážanlivosti krvi alebo náchylnosť na tromboembolické ochorenia.
• Neobjasnené chronické bolestivé stavy.
• Cukrovka a všetky kožné ochorenia.
• Súčasne vykonávaná lekárska liečba, pri ktorej môže byť elektrostimulácia nevhodná.
• Stavy po operácii, pri ktorých by zosilnené svalové kontrakcie mohli narušiť hojenie.

Miesta, kam sa elektródy nesmú umiestňovať

• V blízkosti srdca alebo na prednom hrudníku, najmä na oboch veľkých prsných svaloch.
• Na kostenej lebke.
• V oblasti úst, hltana alebo hrtana.
• V oblasti krku a krčnej tepny.
• V oblasti genitálií.
• Na akútne alebo chronicky chorej, poranenej alebo zapálenej pokožke.

Aplikácia v blízkosti srdca nie je prípustná, pretože môže zvýšiť riziko komorovej fibrilácie srdca a vyvolať zástavu srdca.

Elektrostimulácia sa nemá používať v prostredí s veľkou vlhkosťou, napríklad v kúpeľni, pri kúpaní alebo sprchovaní, po konzumácii alkoholu ani pri súčasnom pripojení na vysokofrekvenčný chirurgický prístroj.

Kedy je potrebná konzultácia s lekárom

Pred použitím prístroja sa poraďte so svojím ošetrujúcim lekárom pri akútnych ochoreniach, podozrení na hypertenzné ochorenie, poruchách zrážanlivosti krvi, náchylnosti na tromboembolické ochorenia, zhubných novotvaroch, cukrovke a všetkých kožných ochoreniach.

Konzultácia je potrebná aj pri neobjasnených chronických bolestivých stavoch, poruchách citlivosti so zníženým vnímaním bolesti, súčasne vykonávanej lekárskej liečbe, ťažkostiach súvisiacich so stimulačnou procedúrou alebo pri pretrvávajúcom podráždení pokožky po dlhodobej stimulácii na rovnakom mieste.

Pri implantovanom elektrickom prístroji, tehotenstve, epilepsii, aktívnom nádorovom ochorení, poruche srdcového rytmu alebo poškodení kože môže byť používanie elektrického stimulátora kontraindikované.

Najdôležitejšie zásady praxe

1. Najprv treba určiť, či ide o periférnu denerváciu, alebo o centrálne ochrnutie po mozgovej príhode.
2. Pri periférnej denervácii treba zvoliť selektívny stimulačný prúd s vhodným tvarom a dĺžkou impulzu.
3. Pri zachovanej inervácii sa používa bežná EMS alebo FES s bifázickým štvorcovým impulzom.
4. Parametre sa určujú podľa klinického vyšetrenia, reakcie svalu a podľa možností EMG alebo vyšetrenia rýchlosti vedenia nervu.
5. Liečba sa pravidelne kontroluje a počas regenerácie nervu sa môže meniť tvar impulzu aj ostatné parametre.
6. Elektrostimulácia je doplnkom lekárskej liečby a fyzioterapie, nie ich náhradou.
7. Domáce používanie je vhodné iba po odbornom zaškolení a s nastavením pripraveným lekárom alebo fyzioterapeutom.

tags: #elektrostimulacia #denervovanych #svalov