118 Michalska_Layout 1

118 Michalska:Layout 1 2012-11-14 10:12 Strona 1
Fizjoterapia Polska
KRÓTKIE DONIESIENIE / SHORT REPORT
Zaangażowanie Autorów
A – Przygotowanie projektu
badawczego
B – Zbieranie danych
C – Analiza statystyczna
D – Interpretacja danych
E – Przygotowanie manuskryptu
F – Opracowanie piśmiennictwa
G – Pozyskanie funduszy
Author’s Contribution
A – Study Design
B – Data Collection
C – Statistical Analysis
D – Data Interpretation
E – Manuscript Preparation
F – Literature Search
G – Funds Collection
© MEDSPORTPRESS, 2012; 3(4); Vol. 12, 275-284
Agata Michalska1(A,B,D,E,F), Jolanta Dudek2(A,D,E,F),
Michał Linowski1(B,D,E), Anna Tarasow-Zych1(B,D)
1
Ośrodek Rehabilitacyjno-Edukacyjno-Wychowawczy, Kielce
Uniwersytet Jana Kochanowskiego, Zakład Medycyny Fizykalnej, Kielce
1
Rehabilitation-Education-Pedagogical Centre, Kielce
2
The Jan Kochanowski University, Department of Physical Medicine, Kielce
2
Wpływ stosowania kombinezonu Thera Togs
na stabilność postawy pacjentów z centralną
hipotonią. Doniesienie wstępne
Effects of Thera Togs suit on postural stability in patients
with central hypotonia. Preliminary report
Słowa kluczowe: hipotonia posturalna, stabilność posturalna, sprzęt ortotyczny,
efekty terapeutyczne
Key words: postural hypotonia, postural stability, orthotic equipment, therapeutic effects
STRESZCZENIE
Wstęp. Hipotonia posturalna jest jednym z wielu czynników wpływających negatywnie na stabilność posturalną rozumianą, jako odporność postawy na zakłócenia endogenne i egzogenne. Powoduje ona uruchomienie szeregu kompensacji umożliwiających
stabilizację ciała, pociągających za sobą zmianę wzajemnego ustawienia punktów kluczowych: głowy, barków i miednicy. Wpływa
to na przestrzenne położenie ogólnego środka ciężkości ciała, zmianę powierzchni podparcia i fizjologicznych granic stabilności. Artykułem ortotycznym, mającym zastosowanie w terapii osób z hipotonią posturalną, jest kombinezon Thera Togs. Poprzez kompresję dostarcza on bodźców dla proprioceptorów wpływając na świadomość ciała i stabilność postawy. W pracy podjęto próbę oceny wpływu
stosowania kombinezonu Thera Togs na stabilność postawy badanych.
Materiał i metody. Badaniami objęto 8 podopiecznych Ośrodka Rehabilitacyjno-Edukacyjno-Wychowawczego w Kielcach ze
stwierdzoną hipotonią posturalną i umiejętnością samodzielnego utrzymania pozycji stojącej. W celu oceny efektu terapeutycznego, wynikającego ze stosowania kombinezonu Thera Togs, wykonano trzykrotny pomiar stabilności przeprowadzony przed założeniem kombinezonu oraz po godzinie i sześciu godzinach po jego noszeniu.
Wyniki. U każdego pacjenta zaobserwowano znamienną statystycznie poprawę w zakresie stabilności posturalnej, wyrażającą się
zmniejszeniem wymiarów i powierzchni elipsy pewności oraz redukcją liczby wychwiań. Korygujący efekt wynikający z aplikacji taśm,
mający na celu przywrócenie symetrycznego rozkładu obciążenia pomiędzy stopami nie został uzyskany.
Wnioski. Wstępne wyniki wskazują na poprawę stabilności postawy w badanej grupie pacjentów.
SUMMARY
Background. Postural hypotonia is one of the many factors adversely affecting postural stability, understood as the attitude of
resistance to interference of endogenous and exogenous interferences. It evokes a number of compensatory responses allowing
the stabilization of the body and entailing changes in the reciprocal positioning of the key points: the head, the shoulders and the
pelvis. This affects the spatial position of the overall center of mass (COM), changing the base of the support and physiological
limits of stability. Thera Togs suit is an orthotic equipment applicable in the treatment of postural hypotonia. Through the compression it provides incentives for proprioceptors, affecting body awareness and postural stability. The paper attempts to assess
the impact of Thera Togs suit on postural stability of the studied sample.
Material and methods. The sample comprised 8 of Rehabilitation-Education-Pedagogical Centre in Kielce, diagnosed with
postural hypotonia who were able to maintain an upright position. In order to evaluate the therapeutic effect of Thera Togs suit, triple
stability measurements was carried out, first before putting the suit on and next after one hour and six hours of wearing the suit.
Results. A statistically significant improvement in postural stability was observed in each patient, expressed by a decrease in
size and area of the confidence ellipse and reduction of the number of postural sways. The corrective effect, resulting from
application of the tape, aimed at restoring a symmetrical load distribution between the feet, was not obtained.
Conclusions. The preliminary results show an improvement in postural stability in the study group of patients.
Liczba słów/Word count: 5996
Tabele/Tables: 2
Adres do korespondencji / Address for correspondence
Agata Michalska
25-020 Kielce ul. Chęcińska 23
tel. 698 463 899, fax: 41 361 47 96, e-mail: [email protected]
Ryciny/Figures: 4
Piśmiennictwo/References: 23
Otrzymano / Received
Zaakceptowano / Accepted
25.11.2011 r.
12.07.2012 r.
275
118 Michalska:Layout 1 2012-11-14 10:12 Strona 2
Michalska A. i wsp., Wpływ kombinezonu Thera Togs na stabilność postawy
WSTĘP
BACKGROUND
Stabilność postawy zapewniona jest poprzez ciągłą aktywną regulację realizowaną przez system kontroli równowagi. Jest to pojęcie zarówno biomechaniczne jak i fizjologiczne. Jej regulacja jest oparta o przyjmowanie bodźców
z otaczającego środowiska poprzez receptory w narządzie
przedsionkowym, proprioreceptory oraz narząd wzroku, ich
przekazywanie i modulowanie przez system kontroli ruchowej, następnie wysłanie impulsów do narządów efektorowych (mięśni tułowia, kończyn i gałek ocznych) w celu wywołania reakcji koordynujących postawę ciała. Za rozkład
napięć w mięśniach szkieletowych, prostownikach szyi, tułowia i kończyn odpowiadają głównie impulsy płynące z narządów otolitowych, w mniejszym stopniu wpływ mają także narządy osklepkowe. Wpływ narządu przedsionkowego na mięśnie, dodatkowo podlega regulacji móżdżku. Reguluje on zakres odpowiedzi mięśni szkieletowych powstałych w reakcji na pobudzenie narządu przedsionkowego.
Uważany jest za ośrodek koordynacji ruchów, zbierający
informacje ze wszystkich somatoreceptorów głowy, tułowia
i kończyn [1,2,3,4,5]. Powstałe na skutek procesu chorobowego uszkodzenie lub wyłączenie choćby jednego elementu tak skomplikowanego układu sterującego, powoduje różnorodne, specyficzne dla deficytu zaburzenia stabilności
posturalnej [2,6].
Kontrola posturalna zmienia się wraz z wiekiem, jej
trwalsze modyfikacje obserwuje się w następstwie rozwojowych zmian zachodzących w organizmie. W okresie do
7–8 roku życia u dzieci zdrowych następuje stopniowa stabilizacja postawy. Następnie, w okresie dojrzewania, obserwuje się zwiotczenie postawy o podłożu neurohormonalnym,
po którym następuje przyjęcie prawidłowej, stabilnej sylwetki z prawidłowym napięciem mięśni oraz wykształceniem fizjologicznych krzywizn kręgosłupa [6,7]. Zmienne
z wiekiem są również strategie kontroli postawy, które podlegają procesom selekcji i wyboru strategii najbardziej przydatnej. Dzieci w wieku 2-6 lat postrzegają głowę, tułów, kończyny górne, jako cały segment dostosowując ich całościowe
przemieszczenia do bieżącej potrzeby utrzymania pozycji,
głównie poprzez ruch w stawach biodrowych (strategia tułowia). Dzieci powyżej 7 roku życia stosują strategię stabilizacji głowy w przestrzeni i ruchy kończyn odnoszą do kierunku działania pola grawitacji, a nie do położenia tułowia [6].
Zaburzenia kontroli posturalnej u dzieci powstałe na tle
różnych jednostek chorobowych to częsty problem, z jakim
mogą się zmierzyć fizjoterapeuci. Występują one u pacjentów z deficytami poznawczymi, dysleksją, zespołem nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi (ADHD–
Attention Deficit Hyperactivity Disorder), autyzmem, mózgowym porażeniem dziecięcym (mpdz), chorobami genetycznymi, czy wadami ośrodkowego układu nerwowego.
Współwystępują z zaburzeniami napięcia mięśniowego, organizacji unerwienia reciprokalnego, czy z obecnością patologicznych wzorców posturalnych i motorycznych, upośledzając możliwość pozyskiwania prawidłowych doświadczeń
sensorycznych i ograniczając repertuar aktywności ruchowych dziecka. Obniżone napięcie posturalne może manifestować się, w zależności od stopnia nasilenia, brakiem lub
obniżoną możliwością przeciwstawiania się sile grawitacji,
Postural stability is assured by continuous active regulation by balance control system. This is both a biological
and physiological term. Regulation of postural stability is
based on the environmental stimuli, through vestibular organ
receptors, proprioceptors and the visual organ, transfer and
modulation of these stimuli by the motor control system and
sending the impulses to effectors (trunk, limb and eyeball
muscles) to evoke body posture coordinating responses.
Tone distribution in the skeletal muscles, extensors of the
neck, limbs and trunk depend mainly on the impulses from
otoliths and less – on cupular organs. The effect of the
vestibular organ on muscles is additionally regulated by the
cerebellum. It regulates the range of response from the
skeletal muscles, evoked through stimulation of the vestibular organ. It is regarded as the centre of movement coordination, collecting information from all somatic receptors
of the head, trunk and limbs [1,2,3,4,5]. The impairment or
elimination of even one element of such a complex control
system due to the disease process results in varied and
deficit-specific disorders of postural stability [2,6].
Postural control changes with age; its more durable
modifications are observed as a consequence of developmental changes occurring in the body. At the age of 7-8
years, postural stabilization gradually develops in healthy
children. Next, during the period of adolescence, postural
flaccidity of neurohormonal origin is observed, and then the
child assumes a correct, stabilized posture with normal
muscle tone and developed body curvatures [6,7]. The
strategies of postural control also change with age as they
are subject to selection processes, resulting in choosing
the most useful strategy. Children aged 2-6 years perceive
the head, the trunk and the upper limbs as a whole segment, adjusting the shifts of the whole structures to the
current needs of maintaining a posture, mainly through movement in the hip joints (trunk strategy). Children above the
age of 7 use the strategy of head stabilization in space and
their limb movements are referred to the direction of gravitational field effect and not to trunk positioning [6].
Disorders of postural control in children, originating from
various disease units are common problems faced by physiotherapists. They occur in patients with cognitive deficits,
dyslexia, psychomotor overexcitability syndrome ADHD (Attention Deficit Hyperactivity Disorder), autism, infantile cerebral palsy ((ICP), genetic diseases or defects of the central
nervous system (CNS). They develop with the disorders of
muscle tone, reciprocal innervation or pathological postural
and motor patterns, impairing the potential of gaining proper sensory experience and limiting the range of the child’s
motor activities. A decreased postural tone may manifest,
depending on the degree of intensity, inability or a decreased ability to counter the mass force, different degrees of
muscle tone decrease in the trunk, abnormal distribution of
muscle tone making postural extensor and flexor muscle
tone integration and multiple postural compensations impossible. These include high positioning of the shoulders,
diminishing or deepening of the curvatures, pelvic anteversion resulting in mass centre shift towards the forefoot,
valgus motions of the knees and feet, widening the support
276
118 Michalska:Layout 1 2012-11-14 10:12 Strona 3
Michalska A. et al., Effects of Thera Togs suit on postural stability
różnego stopnia obniżeniem napięcia mięśniowego w obrębie tułowia, nieprawidłową dystrybucją napięcia mięśniowego uniemożliwiającą integrację napięcia zginaczy i prostowników posturalnych oraz szeregiem kompensacji posturalnych. Wśród nich należy wymienić wysokie ustawienie barków, spłycenie bądź pogłębienie krzywizn kręgosłupa, przodopochylenie miednicy powodujące przesunięcie
środka ciężkości w kierunku przodostopia, koślawienie kolan i stóp poszerzające czworobok podparcia [8,9]. Zmiana schematów położenia segmentów ciała wpływa na położenie ogólnego środka masy ciała, modyfikuje fizjologiczne
granice stabilności oraz ilość i kierunek wychwiań. Wymusza
tworzenie nowych strategii posturalnych powstałych w oparciu o występujące deficyty sensoryczno–motoryczne.
Elementem stosowanym wspomagająco w terapii pacjentów z hipotonią posturalną jest system Thera Togs. Jest to
zakładany pod ubranie komplet składający się ze spodenek
i kamizelki oraz mocowanych na nich korygujących taśm
oraz rzepów. Wykonany jest z lekkiego, oddychającego materiału, składającego się z gładkiej piankowej strony spodniej
i przyczepnej warstwy zewnętrznej. Rozcięcia w kamizelce
i nogawkach spodenek ułatwiają jego zakładanie, a podcięcie spodenek w okolicy krocza ułatwia higienę tych okolic,
co ma duże znaczenie w przypadku stosowania kombinezonu u dzieci. Kombinezon stworzono z myślą o treningu
posturalno-sensorycznym wpływającym na świadomość ciała, stabilność posturalną i ustawienie stawów. Poprzez delikatną i stałą kompresję dostarcza on bodźców dla proprioceptorów mięśni i stawów [10,11]. Proprioreceptory, do których zalicza się wrzeciona mięśniowe, aparaty Golgiego
występujące na granicy ścięgna i mięśnia, receptory stawowe i somatoreceptory skórne, dostarczają informacji o ustawieniu części ciała w stosunku do siebie i do podłoża przez
rejestrację stopnia napięcia mięśni kontrolujących ruchomość stawów całego ciała oraz pomiar nacisku stóp na
podłoże. Stanowią one jedno z trzech wejść sterujących
systemem kontroli posturalnej, przy czym u zdrowych osób
stojących na równej powierzchni dominuje głównie odbiór
informacji somatosensorycznej (70%), na dalszych miejscach
z narządu przedsionkowego (20%) oraz narządu wzroku
(10%) [1,2,7,12]. Badania zespołów Petersona i Steindla wykazały u dzieci w wieku 3-4 lat dominację wykorzystania
bodźców proprioceptywnych do kontroli postawy ciała, podczas gdy odbieranie bodźców wzrokowych i przedsionkowych
zachodzi dopiero po 12 według Petersona i 15-16 roku życia
według Steindla [6,13].
Celem badań była ocena efektów terapeutycznych
w postaci poprawy stabilności postawy wynikających ze
stosowania u dzieci z hipotonią posturalną kombinezonu
Thera Togs, w zależności od czasu jego noszenia.
quadrangle [8,9]. Changes in the positioning of body segments affect the positioning of the general body mass centre,
modifies physiological stability limits as well as the number
and direction of sways. It forces the development of new postural strategies, based on the existing sensorimotor deficits.
The Thera Togs system is an adjuvant approach for
patients with postural hypotonia. It is a suit worn under
clothes, consisting of shorts and a vest and the attached
corrective tapes and Velcro fasteners. It is made of a light,
breathable material, consisting of an inner foam layer and
an outer Velcro-sensitive layer. Slits in the vest and trousers make it easier to put the suit on and the slit in the perineal region, facilitating hygiene of these body areas, which
is significant when the suit is worn by children. The suit was
designed to be worn during a sensory-postural training,
affecting body consciousness, postural stability and positioning of the joints. Through a gentle and continuous compression, it provides the stimuli for proprioceptors of the
muscles and joints [10,11]. Proprioceptors, including muscle spindles, Golgi apparatus on the borderline between
tendons and muscles, articular receptors and dermal somatoreceptors, provide information about the positioning of
body parts – reciprocal and towards the base, recording of
the tone of muscles responsible for muscle control within
the whole body and the measurement of foot pressure on
the base. They constitute one of the three entrances, steering
the postural control system; in healthy subjects, standing on
an even base, the received information is mainly somatosensory (70%) and the remaining information is received from
the vestibular organ (20%) and the visual organ (10%)
[1,2,7,12]. Peterson and Steindl with their teams found that
in children aged 3-4, the stimuli used for postural control
are mainly proprioceptive. Both visual and vestibular stimuli
are usually received over the age of 12 according to Peterson and between 15 and 16 years of age according to
Steindl [6,13].
The aim of this study was to evaluate therapeutic effects involving postural stability improvement due to wearing the Thera Togs suit in children with postural hypotonia,
depending on the length of treatment.
MATERIAŁ I METODY
MATERIAL AND METHODS
Badanie zostało pozytywnie zaopiniowane pod względem metodologicznym i etycznym przez Komisję Bioetyczną, Wydziału Nauk o Zdrowiu, Uniwersytetu Jana Kochanowskiego w Kielcach. W badaniu udział wzięło 8 niepełnosprawnych intelektualnie podopiecznych Ośrodka Rehabilitacyjno–Edukacyjno–Wychowawczego w Kielcach. Kryterium włączającym do badań była obecność hipotonii po-
The study was approved in terms of methodology and
ethics by the Bioethics Committee of the Department of
Health Sciences at the Jan Kochanowski University in Kielce. The sample comprised 8 mentally impaired children from
the Rehabilitation-Education-Pedagogical Centre in Kielce.
The inclusion criteria were the following: the presence of
postural hypotonia, confirmed by the physiotherapist’s exa-
277
118 Michalska:Layout 1 2012-11-14 10:12 Strona 4
Michalska A. i wsp., Wpływ kombinezonu Thera Togs na stabilność postawy
Tab. 1. Charakterystyka badanej grupy
Tab. 1. Characteristic of the study group
sturalnej stwierdzanej badaniem fizjoterapeutycznym oraz
potwierdzanej informacjami pochodzącymi z dokumentacji
medycznej. Drugim kryterium włączającym była umiejętność
samodzielnego utrzymania pozycji stojącej przez czas co
najmniej 20 sekund (maksymalny czas trwania pomiaru).
Charakterystykę badanej grupy przedstawiono w Tabeli 1.
W celu określenia efektu terapeutycznego wynikającego
z noszenia kombinezonu Thera Togs zaplanowano trzykrotny pomiar stabilności na platformie posturograficznej
przeprowadzony: przed założeniem kombinezonu (pomiar 1),
po godzinie noszenia (pomiar 2) i sześciu godzinach noszenia kombinezonu (pomiar 3). Pomiar odbywał się w założonym kombinezonie, przy otwartych oczach, bez ruchów
kończyn górnych i głowy u badanego.
W oparciu o ocenę postawy oraz pierwszy pomiar zastosowano korygujące aplikacje taśm na kombinezonie,
mające za zadanie wyrównanie kompensacji posturalnych
oraz poprawę stabilizacji osiowej. Do wykonania pomiarów
w warunkach statycznych użyto platformy FDM-S. Moduł
statyczny jej oprogramowania umożliwia analizę rozkładu
sił nacisku stóp na podłoże podczas swobodnego stania
pacjenta oraz ocenę stabilności w oparciu o parametry położenia rzutu środka nacisku stóp na platformę oraz asymetrii ustawienia i obciążenia stóp w płaszczyźnie czołowej
i strzałkowej. Analizie poddano wartości opisujące elipsę
pewności (obszar wyznaczony przez przemieszczający się
punkt COP- center of pressure, będący punktem przyłożenia wypadkowej siły nacisku, zawierający 95% rzutów środków nacisku): szerokość i wysokość elipsy (w mm), obszar
elipsy (w mm2), kąt elipsy wskazujący kierunek osi podłużnej elipsy w porównaniu z osią podłużną platformy
(w stopniach) oraz kierunek pochylenia (prawy lub lewy).
Dodatkowo oceniano całkowitą długość śladu, jako wartość długości zachwiania (w mm), odchylenie poziome
i pionowe śladu, charakteryzujące szerokość ścieżki zachwiania (w mm), średni rozkład nacisku przodu i tyłu każdej stopy oraz średni, rozkład sił pomiędzy lewą i prawą
stopą wyrażone w procentach. Parametry wychyleń (kołysania się) są czułym wskaźnikiem stanu kontroli równowagi i mogą być wykorzystywane do oceny zmian patologicznych oraz wpływu terapii na poprawę stabilności postawy.
278
mination and medical documentation and ability to maintain
a standing position within at least 20 seconds (maximal
measurement time).
Characteristics of the study group is presented in Table 1.
In order to determine the therapeutic effect of Thera Tog
suit, a threefold stability measurement on a posturographic
platform was planned – before putting the suit on (measurement 1), after an hour of wearing the suit (measurement
2) and after six hours (measurement 3). The measurements
were taken in the subjects wearing the suit with their eyes
open, with no movements of the lower limbs and head.
Based on the posture assessment and the first measurement, corrective tapes were affixed to the suit to make the
postural compensations even and to correct axial stabilization.
For the measurement under static conditions a FDM-S platform was used. The static module of its program enables
the analysis of pressure force distribution based on the
parameters of the centre of pressure (COP) projection and
weight bearing on the feet in the frontal and sagittal planes.
The values reflecting ellipse of confidence (the area drawn
by the moving point – centre of pressure (COP) – the point
on a plane through which the resultant force due to pressure passes – containing 95% of COP projections: the
width and height of the ellipse (in mm), the area of ellipse
(in mm2), the angle of ellipse showing the direction of the
longitudinal axis of the ellipse, compared to the longitudinal
axis of the platform (in degrees) and the tilt direction (right
or left). Additionally, the total length of the path was evaluated
as the value of sway length (in mm), horizontal and vertical
deviation, characterising width of the sway path (in mm),
the mean distribution of forefoot and hindfoot pressure for
each foot and the percentage of the mean distribution of
forces between the left and the right foot. Sway parameters
(swinging) are sensitive indices of balance control state
and may be used for the assessment of pathological
changes and the effect of treatment on postural stability
improvement. Statistic analysis was carried out using the
Wilcoxon test for dependent samples. The critical level was
accepted as 0.05. The calculations were performed using
STATISTICA 9 PL package.
118 Michalska:Layout 1 2012-11-14 10:12 Strona 5
Michalska A. et al., Effects of Thera Togs suit on postural stability
Analizę statystyczną wykonano przy pomocy nieparametrycznego testu Wilcoxona, dla porównywania badań zależnych. Za krytyczny poziom p przyjęto 0,05. Obliczenia wykonano pakietem STATISTICA 9 PL.
WYNIKI
RESULTS
Wyniki badań przedstawiono w Tabeli 2 oraz na wykresach liniowych. Kreślono linie zmian indywidualnie dla każdego dziecka oraz wynik uśredniony.
Ryciny 1, 2 i 3 ilustrują zmiany wartości opisujących
elipsę pewności. Po pierwszej godzinie od założenia kombinezonu nie odnotowano dla nich statystycznie istotnych różnic. Po 6 godzinach zmniejszeniu uległy wszystkie trzy parametry, w największym stopniu szerokość elipsy (p=0,025),
następnie obszar elipsy (p=0,035) i wysokość elipsy (p=0,05).
Świadczy to o poprawie stabilności postawy i redukcji wychyleń ciała głównie w płaszczyźnie czołowej.
Kolejnym ocenianym parametrem była całkowita długość śladu. W opozycji do poprzednich wyników, już po
pierwszej godzinie od założenia kombinezonu, odnotowa-
The results are presented in Table 1 and on linear graphs.
The lines of changes for each child and the mean values are
drawn.
Figures 1, 2 and 3 illustrate changes in the values reflecting the confidence ellipse. One hour after putting on
the suit no statistically significant differences were noted.
After three hours a decrease was noted in all the three
parameters, mostly in the ellipse width (p=0.025), less in
the ellipse area (p=0.035) and height (p=0.05). This indicates improvement in postural stability and reduction of
body sways, especially in the frontal plane.
The total path length was the next assessed parameter.
Contrary to the previous results, a statistically significant
difference in sway length (p=0.025), was noted already one
Tab. 2. Wartości parametrów uzyskanych podczas badania na platformie stabilometrycznej wraz z wielkością średnią (x) oraz
odchyleniem standardowym (SD)
Tab. 2. The parameter values obtained from the stabilometric platform test with the average value (x) and standard deviation (SD)
Ryc. 1. Zmiany wartości szerokości elipsy pewności w pomiarach 1,2 i 3
Fig. 1. Changes in the width of the confidence ellipses in measurements 1,2 and 3
279
118 Michalska:Layout 1 2012-11-14 10:12 Strona 6
Michalska A. i wsp., Wpływ kombinezonu Thera Togs na stabilność postawy
Ryc. 2. Zmiany wartości wysokości elipsy pewności w pomiarach 1,2 i 3
Fig. 2. Changes in the value of confidence ellipses in measurements 1,2 and 3
Ryc. 3. Zmiany wartości obszaru elipsy pewności w pomiarach 1,2 i 3
Fig. 3. Changes in the area of confidence ellipses in measurements 1,2 and 3
Ryc. 4. Zmiany wartości całkowitej długości śladu w pomiarach 1,2 i 3
Fig. 4. Changes in the value of the total path length in the measurement of 1,2 and 3
280
118 Michalska:Layout 1 2012-11-14 10:12 Strona 7
Michalska A. et al., Effects of Thera Togs suit on postural stability
no statystycznie znamienną różnicę w długości wychwiań
(p=0,025), zwiększającą się po 6 godzinach (p=0,012).
W pozostałych wynikach określających odchylenie poziome i pionowe śladu charakteryzujące szerokość ścieżki
zachwiania (w mm), zarówno co do wartości, jak i kierunku, wielkości średniego rozkładu nacisku przodu i tyłu każdej
stopy oraz średniego rozkładu sił pomiędzy lewą i prawą stopą, nie zaobserwowano istotności statystycznej w kolejnych
pomiarach.
hour after putting the suit on. This difference further increased after six hours (p=0.012).
In the remaining results, reflecting the horizontal and
vertical deviation of the path, characterizing the tilt path
length (in mm), both in terms of value, direction, range of
mean forefoot and hindfoot distribution and the mean force
distribution between the left and right foot, no statistic significance was noted during consecutive measurements.
DYSKUSJA
DISCUSSION
Równowaga, podając za Błaszczykiem, jest stanem charakteryzującym pionową orientację ciała osiągniętą dzięki
zrównaniu działających na ciało sił oraz ich momentów.
Utrzymywanie równowagi, zarówno statycznej jak i dynamicznej, zależy od prawidłowego funkcjonowania systemu kontroli postawy, utrzymującego rzut środka ciężkości ciała
w obrębie pola podparcia oraz zdolnego przeciwdziałać zewnętrznym siłom mogącym destabilizować postawę. Szerszym pojęciem jest stabilność posturalna rozumiana, jako
zdolność do odzyskiwania stanu równowagi i aktywnego
przywracania typowej pozycji ciała w przestrzeni, bądź jako odporność postawy na zakłócenia endogenne i egzogenne, których źródłem może być zarówno zmienność środowiska, jak i interakcja organizmu z otoczeniem [7,14,15].
Innymi słowy jest to zdolność do utrzymania oraz kontroli
środka ciężkości (center of mass – COM) w relacji do powierzchni podparcia (base of suport – BOS), w celu zapobiegnięcia upadkom i wykonania zaplanowanego ruchu [16].
Z punktu widzenia biomechaniki umiejętność stabilizacji
polega na minimalizowaniu wychwiań ciała, tak, by rzut pionowy środka masy ciała nie przemieszczał się poza anatomiczne granice stabilności wyznaczone przez pole powierzchni podstawy stóp [6]. Głównym objawem niestabilności posturalnej są zaburzenia równowagi, których efektem są upadki [7].
Umiejętność utrzymywania odpowiedniej pozycji ciała
poprzez: kontrolę ustawienia segmentów ciała w stosunku
do środowiska czy celu, kontrolę położenia środka masy
ciała w stosunku do płaszczyzny podparcia (stabilność),
umiejętność przygotowania ciała do ruchu oraz zdolność
reakcji na zakłócenia egzogenne, nosi nazwę kontroli posturalnej. Jest to dynamiczny proces wspierający interakcje
z otoczeniem, określany początkowo, jako system, czy zestaw odruchów prostujących i równoważnych, rozumiany
dzisiaj raczej, jako złożona umiejętność motoryczna powstała w oparciu o interakcje wielu procesów sensomotorycznych. Zdaniem Horaka [2] u jej podstaw leży sześć elementów: ograniczenia biomechaniczne, strategie motoryczne i sensoryczne, orientacja w przestrzeni, kontrola umiejętności dynamicznych oraz procesy poznawcze. Istnieje wiele metod oceny kontroli posturalnej, ale najczęściej stosowaną jest ocena przemieszczeń COP (center of pressure)
punktu przyłożenia wypadkowej siły reakcji podłoża, jako
neuromięśniowej odpowiedzi na zmiany położenia środka
masy ciała (COM) [2,17].
Badania nad równowagą i kontrolą posturalną mają miejsce od ponad trzech wieków. Oceniano ją w aspekcie rozwojowym i jakościowym zarówno u dzieci zdrowych, jak
Balance, according to Błaszczyk, is a state characterising
vertical body orientation, achieved thanks to balanced forces and moments of strength acting on the body. Maintaining both static and dynamic balance depends on the
correct function of the postural control system which maintains mass centre of the body within the base of support
and can counter the outer forces that may contribute to
postural instability. There is also a wider term, namely
postural stability, understood as an ability to regain balance
and return actively to a typical body position in space or
postural resistance to endogenous and exogenous interferences, originating both from environmental changeability and the interaction between the human body and the
environment [7,14,15]. In other words, it is an ability to
maintain and control the center of mass (COM) in relation
to the base of support (BOS) to prevent falling and to
perform planned movements [16]. From the point of view of
biomechanics, stabilization ability involves minimization of
body sways to avoid movement of the vertical body mass
projection beyond the autonomic limits of stability, drawn by
the foot base area [6].
The main manifestation of postural instability involves
balance disorders leading to falls [7].
Postural control is an ability to maintain a proper body
posture through the control of body segments positioning in
relation to the environment or the target, body mass centre
positioning as related to the base of support (stability), an
ability to prepare the body for movement and an ability to
react to exogenous stimuli. It is a dynamic process, supporting interactions with the environment, initially defined
as a system or series of extending and balancing reflexes,
nowadays understood rather as a complex motor ability,
based on interactions between numerous sensorimotor processes. According to Horak [2], it is based on six elements,
namely: biomechanic limitations, motor and sensory strategies, orientation in space, control of dynamic abilities and
cognitive processes. There are many methods of postural
control, however the assessment of COP movements as
a neuromuscular response to COM shifts is the most popular approach [2,17].
The studies of balance and postural control have been
conducted for over three centuries. These issues have
been assessed in the developmental and qualitative aspects in healthy children and in children with such conditions as infantile cerebral palsy (ICP), Down syndrome,
muscular dystrophy, autism, ADHD or dyslexia [17,18]. The
review of reference bases and the database of Thera Togs
suit manufacturer performed by the authors let them find
281
118 Michalska:Layout 1 2012-11-14 10:12 Strona 8
Michalska A. i wsp., Wpływ kombinezonu Thera Togs na stabilność postawy
i w przypadku mózgowego porażenia dziecięcego, zespołu Downa, dystrofii mięśniowych, autyzmu, ADHD, czy dysleksji [17,18]. Analiza baz bibliograficznych oraz bazy danych producenta kombinezonu Thera Togs, wykonana przez
autorów opracowania, pozwoliła odnaleźć jedynie 13 projektów badawczych dotyczących kombinezonu. Sześć z nich
jest w trakcie realizacji i oceniane są zastosowania kombinezonu w terapii osób z mózgowym porażeniem dziecięcym
i po udarze mózgu. Siedem projektów już zrealizowano,
z których dwa zostały opublikowane w postaci artykułów,
a pięć w wersji plakatowej na konferencjach naukowych jako studia przypadków. W żadnym z przedstawionych powyżej projektów nie wykonano oceny stabilności postawy
z użyciem platformy stabilometrycznej. W piśmiennictwie
polskim brak jest doniesień oceniających przydatność terapeutyczną kombinezonu Thera Togs.
Na podstawie wartości uzyskanych z pomiarów, charakteryzujących przemieszczenia COP, autorzy opracowania mogli dokonać pośrednio oceny stabilności pionowej
pozycji ciała badanych osób. Uzyskane przez autorów wyniki potwierdzają pozytywny wpływ stosowania kombinezonu na stabilność postawy pacjentów z hipotonią centralną.
Parametrem, którego wartość uległa największej poprawie
jest całkowita długość śladu wychwiań. Wychwiania to wychylenia ciała w pozycji pionowej, związane z kontrolą przemieszczania się ogólnego środka ciężkości. W obszarze
marginesu stabilności, ciało oscyluje w sposób przypadkowy
wykonując drobne przypadkowe ruchy o amplitudzie rzędu
kilkunastu milimetrów. Upośledzenie kontroli postawy zazwyczaj przejawia się wydłużeniem drogi śladu [7].
W badaniach własnych zaobserwowano zmniejszenie
długości śladu wychwiań. Poprawa stabilności posturalnej
badanych pacjentów przełożyła się również na zmniejszenie pola obszaru wyznaczanego przez przemieszczający
się punkt COP (szerokość, wysokość, pole elipsy pewności). Ze względu na brak podobnych badań autorzy nie mogą odnieść się do innych wyników. Fenneman i Ries, wspominają jedynie o poprawie stabilności u pacjentki z zespołem Downa, po 6-tygodniowym okresie stosowania kombinezonu [11], podobnie jak Sefecka, u pacjenta z uszkodzeniem móżdżku, po 5-tygodniowej terapii [19]. W badaniu
przeprowadzonym z kolei na 5 pacjentach z mózgowym porażeniem dziecięcym, Flanagan wraz ze współpracownikami
stwierdzają, obok poprawy wzorca chodu również poprawę
zdolności utrzymania równowagi [10]. Przyjmując za Horakiem [2], iż kontrola posturalna jest efektem współdziałania
strategii motorycznych, sensorycznych i kognitywnych, należy zastanowić się, czy zmniejszona stabilność postawy w badanej grupie wynika z niepełnosprawności intelektualnej, deficytów biomechanicznych, zaburzenia neurologicznego, czy
może zaburzeń integracji sensomotorycznej. Zdania badaczy na ten temat są podzielone [20]. Shumway–Cook i Woollacott dowodzą, że u podstaw zmniejszonej stabilności posturalnej u osób z zespołem Downa nie leży hipotonia, ale
zaburzenia wyższych mechanizmów posturalnych [21]. Natomiast Carvalho i Vasconcelos poszukują jej przyczyn w deficycie układu proprioceptywnego [20]. Stymulacja proprioceptorów mięśni i stawów, będących głównym źródłem posturalnej informacji sensorycznej u dzieci, uzyskana poprzez
282
only 13 research projects concerning the suit. Six of them
are still being carried out and application of the suit in the
treatment of children with ICP and post-stroke patients are
being assessed. Seven projects have been already realised. These include two papers and five poster presentations on scientific conferences as case studies. None of
these projects deals with the assessment of postural stability using a stabilometric platform. In Polish literature
there are no reports assessing the therapeutic application
of Thera Togs suits.
Based on the values obtained from the measurements
and reflecting COP shifts, the authors were able to assess
indirectly the stability of vertical body position in the study
subjects. The results confirm the favourable effect of wearing the suit on postural stability in patients with central
hypotonia. The most significant improvement was noted in
the total length of sways. These are body swings from the
vertical position, connected with the control of general COM
shifts. In the area of stability margin, the body oscillated
incidentally performing minor incidental movements with the
amplitude of several millimetres. Impairment of postural
control is usually manifested by path elongation [7].
The study revealed reduction of tilt length. Postural
stability improvement in the studied sample also translated
into the reduction of the area designated by the moving
COP (width, height, area of confidence ellipse). Due to the
lack of similar studies, the authors cannot compare the
results. Fenneman and Ries mention only the improvement
of stability in the girl with Down syndrome after six weeks
of wearing the suit [11] and Sefeck reports a similar improvement in the patient with cerebellum damage after
5 weeks’ treatment using the same approach [19]. Flanagan and colleagues, in the study carried out in 5 patients
with ICP, apart from gait pattern improvement found an
improvement of the ability to maintain balance [10].
Assuming after Horak [2] that postural control is the effect
of the combined actions of motor, sensory and cognitive
strategies we should find out whether a decreased postural
stability in the study group results from intellectual disability, biomechanic deficits, neurological disorders or possibly from the disturbances of sensorimotor integration.
There are different opinions on this issue [20]. Shumway–Cook and Woollacott claim that a decreased postural
stability is not due to hypotonia, but to the disorders in higher postural mechanisms [21]. Carvalho and Vasconcelos in
turn, seek the reasons for postural instability in proprioceptive system deficit [20]. Stimulation of the muscular and
articular proprioceptors which are the main source of
postural sensory information in children, obtained through
compression resulting from wearing Thera Togs suits, modulates postural stability [13,22].
The improvement of postural stability in the study group
was not simultaneous with the improvement of postural
linearity. Variability of the results reflecting the mean distribution of forefoot and hindfoot pressure in each foot as
well as the mean distribution of forces between the left and
the right foot suggests that the authors failed to correct the
linearity and symmetry of body segments positioning. These
results are different than those obtained by Flanagan and
118 Michalska:Layout 1 2012-11-14 10:12 Strona 9
Michalska A. et al., Effects of Thera Togs suit on postural stability
kompresję wynikającą z noszenia kombinezonu Thera Togs,
moduluje stabilność posturalną [13,22].
Poprawie stabilności postawy w badanej grupie nie towarzyszyła poprawa liniowości postawy. Zmienność wyników średniego rozkładu nacisku przodu i tyłu każdej stopy
oraz średniego rozkładu sił pomiędzy lewą i prawą stopą
sugeruje, że autorom nie udało się poprzez aplikację taśm
skorygować liniowości i symetryczności ustawienia segmentów ciała. Wyniki te są w opozycji do wyników badań zespołów Flanagan i Rojas, w których analiza chodu pacjentów
z mózgowym porażeniem dziecięcym wykazała wpływ aplikacji na zmianę ustawienia punktów kluczowych ciała, co
przełożyło się na poprawę funkcjonalności chodu [10,23].
Asymetria obciążenia kończyn dolnych, co sugeruje Sobera, może wynikać z determinowanego genetycznie, preferowania jednej strony ciała. Większość dzieci czynnościowo preferuje używanie prawej kończyny górnej i dolnej, co
czyni lewą kończynę dolną, kończyną podporową [6].
Rojas who performed gait analysis in patients with ICP and
found the effect of application on the changes in the key
body points positioning, which translated into the improvement of gait functionality [10,23]. Lower limb load asymmetry, as suggested by Sobera, may result from the genetically determined preference to use one body side. Most
of the children functionally prefer using the right upper and
lower limb, making the left leg the supporting limb [6].
WNIOSKI
CONCLUSIONS
1. Stosowanie kombinezonu Thera Togs wpłynęło na poprawę stabilności postawy u badanych pacjentów wyrażoną poprzez zmniejszenie wymiarów pola elipsy
pewności oraz redukcję liczby wychwiań.
2. Efekt terapeutyczny jest uzależniony od czasu stosowania kombinezonu.
3. Stosowanie aplikacji korekcyjnych nie wpłynęło w sposób znamienny statystycznie na poprawę symetrii obciążenia kończyn dolnych.
4. Dokładna ocena efektu terapeutycznego wynikającego
ze stosowania kombinezonu Thera Togs wymaga przeprowadzenia badań na większej grupie pacjentów.
5. Celowe wydaje się rozszerzenie badań o problematykę
optymalnego czasu trwania terapii, czasu utrzymania się
poprawy stabilności postawy po zdjęciu kombinezonu,
a także wpływu niepełnosprawności intelektualnej na umiejętność utrzymywania równowagi i stabilność postawy.
1. Using Thera Togs suits resulted in postural stability improvement in the studied patients, expressed by the reduction of ellipse field dimensions and the reduction of
the number of body tilts.
2. The therapeutic effect depends of the duration of wearing the suit.
3. Using the corrective applications did not significantly
contribute to the improvement of lower limb load
symmetry.
4. The thorough assessment of the therapeutic effect of
using Thera Togs suits requires further studies with
a larger sample size.
5. It seems that the research should be extended by
additional investigation of the optimal treatment duration, the duration of maintaining postural stability after
taking the suit off and the effect of mental impairment
on the ability to maintain balance and postural stability.
PIŚMIENNICTWO / REFERENCES
1. Held-Ziółkowska M. Równowaga statyczna i dynamiczna ciała. Część 1. Magazyn Otolaryngologiczny 2006;2(18):39-46.
2. Horak FB. Postural orientation and equilibrium: what do we need to know about neural control of balance to prevent falls. Age
and Ageing 2006;35-S2:7-11.
3. Shumway-Cook A, Woollacott M. Motor Control: Translating Research into Clinical Practice. Philadelphia: Lippincott Williams
& Wilkins; 2007.
4. Graham JV, Eustace C, Brock K, Swain E, Irwin-Carruthers S. The Bobath Concept in Contemporary Clinical Practice. Top
Stroke Rehabil 2009;16(1):57-68.
5. Lennon S, Stokes M, Kwolek A, red. Fizjoterapia w rehabilitacji neurologicznej. Wrocław: Elsevier Urban&Partner; 2010.
6. Sobera M. Charakterystyka procesu utrzymania równowagi ciała u dzieci w wieku 2-7 lat. Wrocław: AWF; 2010.
7. Błaszczyk JW, Czerwosz L. Stabilność posturalna w procesie starzenia. Gerontologia Polska 2005; 13(1): 25-36.
8. Matyja M, Domagalska M. Podstawy usprawniania neurorozwojowego według Berty i Karela Bobathów. Katowice: SAM; 1997.
9. Matyja M, Gogola A. Edukacja sensomotoryczna niemowląt. Katowice: AWF; 2009.
10. Flanagan A, Krzak J, Peer M, Johnson P, Urban M. Evaluation of short-term intensive orthotic garment use in children who have
cerebral palsy. Pediatr Phys Ther 2009;21:201-204.
11. Fenneman PA, Ries JD. Case Report: Effects of TheraTogs on the postural stability and motor control of a 7-year-old girl with
Down Syndrome and severe motor delays. Dostępny pod adresem www.theratogs.com.
12. Shumway-Cook A, Horak FB, Assessing the influence of sensory interaction on balance: suggestions from the field. Phys Ther
1986;66:1548-1550.
13. Steindl R, Kunz K, Schrott-Fischer A, Scholtz A. W. Effect of age and sex on maturation of sensory systems and balance
control. Dev Med Child Neurol 2006;48:477-482.
14. Błaszczyk JW. 2004 Biomechanika kliniczna. Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL.
283
118 Michalska:Layout 1 2012-11-14 10:12 Strona 10
Michalska A. i wsp., Wpływ kombinezonu Thera Togs na stabilność postawy
15. Ocetkiewicz T, Skalska A, Grodzicki T. Badanie równowagi przy użyciu platformy balansowej - ocena powtarzalności metody.
Gerontol Pol 2006;14(1):144-148.
16. Westcott SL, Pax Lowes L, Richardson PK. Evaluation of postural stability in children: current theories and assessment tools.
Phys Ther 1997;77(6):629-645.
17. Dusing SC, Harbourne RT. Variability in postural control during infancy: implications for development, assessment and
intervention. Phys Ther 2010;90:1838-1849.
18. Schmid M, Conforto S, Lopez L, Renzi P, D’Alessio T. The development of postural strategies in children: a factorial design
study. J Neuroeng Rehabil 2005;2:29.
19. Sefecka A. Case Report: The AtaxiTog System as an adjunct to traditional physical therapy intervention for a 13-year-old with
postural instability post non-traumatic cerebellar injury; a five-week program. Dostępny pod adresem www.theratogs.com.
20. Carvalho RL, Vasconcelos DA. Motor Behavior in Down Syndrome: Atypical Sensoriomotor Control. W: Dey S, editor. Prenatal
diagnosis and screening for Down Syndrome. I wyd. Rijeka: InTech; 2011. str.33-42.
21. Shumway-Cook A, Woollacott MH. Dynamics of postural control in the child with Down Syndrome. Phys Ther 1985;65(9):13151322.
22. Wiernicka M, Kaczmarek D, Kamińska E. Kontrola postawy ciała w zależności od wydolności stóp u dzieci z bocznym
skrzywieniem kręgosłupa. Doniesienie wstępne. Fizjoter Pol 2008;8(3):299-309.
23. Rojas A, Weiss M, Elbaum L. The effect of Thera Togs on the gait of a child with cerebral palsy a case study. Dostępny pod
adresem www.theratogs.com
284