Rozdział 1 Elektroterapia
Jakub Taradaj, Rafał Wróbel, Tomasz Halski, Cezary Kucio, Karolina Walewicz Czy elektrostymulacja wysokonapięciowa (EWN) wpływa na sprawność i napięcie spoczynkowe mięśni? Elektrostymulacja wysokonapięciowa (EWN) to metoda lecznicza, w której wykorzystuje się dwa szpiczaste, szybko po sobie następujące impulsy o przebiegu pulsującym (rzadko przemiennym). Jak donosi piśmiennictwo, stanowi ona uznaną metodę fizykalnego leczenia trudno gojących się ran. Wartość napięcia elektrycznego to najczęściej 100-150 V, choć natężenie skuteczne podczas zabiegu na gojenie ran jest niewielkie: 1,5-2,5 ma. Leczenie za pomocą EWN wydaje się bardzo bezpieczne, ponieważ, jak szacuje Lampe (1), skumulowany ładunek elektryczny podczas takiego zabiegu nie przekracza 4 µc na cm 2 powierzchni elektrody. Z kolei inni autorzy podają, że dopiero wartości w zakresie 30-50 µs lub wyższe mogą powodować elektrolizę tkanek (za 2). Czas pojedynczej aplikacji wynosi na ogół od 25 do 60 minut (3). Do terapii za pomocą EWN wykorzystuje się elektrody węglowe, ale można również stosować tradycyjne elektrody srebrne i miedziane. Badacze zgodnie donoszą także, że najczęściej elektrodę czynną kładzie się bezpośrednio na ranę, a bierną w odległości od kilkunastu do kilkudziesięciu centymetrów od czynnej (1, 2). Z przeglądu literatury wynika, iż istotnym czynnikiem leczniczym podczas zabiegów EWN jest zjawisko polaryzacji elektrycznej. Autorzy twierdzą, że pod wpływem ujemnie spolaryzowanej elektrody (katody) stymuluje się głównie reakcje dekontaminacji w obrębie owrzodzenia, czyli pozwala to na uzyskanie silnego efektu przeciwbakteryjnego (2). Zdaniem Lampego (1) elektroda ujemna dodatkowo rozpuszcza skrzepy oraz skoagulowane fragmenty elementów upostaciowionych krwi. Z kolei część badaczy uważa, że dodatnio naładowana elektroda (anoda) pobudza przede wszystkim reakcje syntezy ziarniny (granulacja) i naskórka (epitelizacja) (2). Wśród prób zastosowania EWN poza objawowym leczeniem owrzodzeń żylnych należy wyróżnić także opisy leczenia odleżyn, zainfekowanych ran poope- 15
Fizykoterapia w praktyce cz. II racyjnych oraz obrzęków i dolegliwości bólowych w przebiegu różnych urazów narządu ruchu. Jak dotąd nie próbowano wykorzystać EWN do stymulacji nerwowomięśniowej. Celem pracy było sprawdzenie, czy elektrostymulacja wysokonapięciowa (EWN) wpływa na sprawność i napięcie spoczynkowe mięśni. Materiał i metody Badania przeprowadzono w okresie od stycznia do kwietnia 2010 roku. Do badań zakwalifikowano 10 osób będących studentami na kierunkach fizjoterapii i pielęgniarstwa w Państwowej Medycznej Wyższej Szkole Zawodowej w Opolu (tab. 1 i 2). Spośród uczestników osiem osób stanowiły kobiety, zaś dwie osoby to mężczyźni. Wiek badanych mieścił się w przedziale 20-24 lata (średnio 21,5 lat). Wzrost badanych wahał się w przedziale 158-181 cm (średnio 167,9 cm). Masa ciała wynosiła od 47,5 do 79 kg (średnio 62,4 kg). W przypadku ośmiu osób stroną dominującą ciała była prawa, zaś u dwóch lewa. Wszyscy uczestnicy badań zostali poddani zabiegom EWN na mięsień czworogłowy uda. Do elektrostymulacji wykorzystano generator prądowy o zasilaniu sie- Kryterium włączenia brak przeciwwskazań do EWN brak przeciwwskazań do wykonania pomiaru EMG wiek powyżej 18. roku życia pisemna zgoda na udział w badaniach deklaracja niewykonywania żadnych aktywności fizycznych w trakcie badań (bieganie, basen) wykraczających poza typową aktywność dnia codziennego brak wystąpienia urazów narządu ruchu w przeciągu ostatniego roku brak wystąpienia chorób przewlekłych mogących mieć wpływ na wyniki (cukrzyca, dyskopatia itp.) dobry ogólny stan zdrowia Tab. 1. Kryteria włączenia i wykluczenia Kryterium wykluczenia wystąpienie przeciwwskazań do EWN i EMG brak zgody na badania dodatkowa aktywność fizyczna w trakcie badań urazy narządu ruchu niepełnoletność zły stan zdrowia EWN choroby skóry, wypryski ostre procesy zapalne, infekcje, gorączka zaburzenia czucia nowotwory ciąża choroby zakaźne rozrusznik serca metal na drodze przepływu prądu miażdżyca zarostowa tętnic epilepsja zakrzepowość, zatorowość EMG choroby skóry uszkodzenia skóry w miejscu aplikacji elektrod Tab. 2. Przeciwwskazania do wykonywania EWN i EMG 16
Rozdział 1 Elektroterapia ciowym Ionoson-Expert. Przed każdorazowym ułożeniem elektrod sprawdzany był stan skóry, którą następnie oczyszczano alkoholem 70-procentowym. Wykonywano elektrostymulacje mięśni na obu kończynach dolnych. Korzystano jednocześnie z dwóch obwodów (o niezależnym dawkowaniu natężenia prądu), układając jedną parę elektrod na prawym udzie, a drugą na lewym. Elektrody węglowe wraz z wcześniej przygotowanymi podkładami rozmieszczone zostały zgodnie z zasadami stosowanymi przy typowej elektrostymulacji mięśni, tzn. techniką dwuelektrodową w okolicach przyczepów mięśniowych. Elektroda ujemna (katoda) znajdowała się w miejscu przyczepu dalszego, zaś dodatnia na przyczepie bliższym. Natężenie dawkowano subiektywnie do uzyskania wyraźnego, fizjologicznego skurczu mięśnia czworogłowego uda (w zakresie 40-70 ma). Do elektrostymulacji wykorzystano parametry zabiegowe porównywalne do tych, które mają zastosowanie w leczeniu ran. Czas pojedynczego zabiegu wynosił 50 minut. Czas trwania impulsu stanowiło 100 µs, zaś częstotliwość 100 Hz. Zabiegi prowadzono raz dziennie, o tej samej popołudniowej porze, codziennie przez dziesięć kolejnych dni. Przed rozpoczęciem badań i po ich zakończeniu wykonano pomiary obwodów mięśniowych oraz testy sprawnościowe skok dosiężny i próbę krzesełkową. Wykonano również pomiar napięcia mięśniowego za pomocą elektromiografii (EMG). Do badania obwodów uda zarówno lewej, jak i prawej kończyny dolnej użyto taśmy krawieckiej. Badany stawał obunóż na równym podłożu, boso, w odpowiedniej odzieży umożliwiającej dokonanie pomiaru. Kończyny górne osoby poddanej pomiarowi zwieszone były wzdłuż tułowia, kolana były wyprostowane, zaś stopy na podłożu ustawione na szerokość bioder. Każdy badany został poinformowany przed przystąpieniem do wykonywania pomiarów, aby podczas nich nie wykonywał żadnych dodatkowych ruchów, nie napinał mięśni. Pierwszą czynnością było odmierzenie wysokości 10 i 20 cm w górę uda od podstawy rzepki i zaznaczenie danych odnośników na skórze badanego. Następnie dokonywano pomiarów na obu kończynach dolnych, na danych wysokościach. Pomiar powtarzano trzykrotnie w celu zmniejszenia błędu. Wyliczano wartość średnią. Pierwszym z dwóch testów sprawnościowych był skok dosiężny w celu oceny parametru motorycznego siły dynamicznej i skoczności uczestników badań, a pośrednio wydolności mięśni czworogłowych uda. Próbę przeprowadzano według następującego schematu: badana osoba stawała bokiem do ściany (bokiem po stronie dominującej kończyny górnej), boso, następnie wyciągała wyprostowaną kończynę górną pionowo w górę (w tym czasie zaznaczano na ścianie najwyższy punkt, do opuszki najdłuższego palca miejsce zasięgu w pozycji stojącej); po zmierzeniu odległości od podłoża do zaznaczonego na ścianie punktu badany zwilżał palce ręki dominującej w wodzie i wykonywał z miejsca maksymalny skok pionowo w górę, uderzając mokrą ręką w ścianę. Mokry ślad pozwalał na zmierzenie osiągniętego wyniku. Test powtarzano trzykrotnie i wybierano najlepszy rezultat. 17
Fizykoterapia w praktyce cz. II 244,5 244 243,5 243 242,5 242 241,5 241 240,5 240 przed Wykres 1. Średnia wartość zasięgu w skoku przed i po zabiegach [cm] po 35 34,5 34 33,5 33 32,5 32 31,5 31 30,5 30 przed Wykres 2. Średnia wartość skoku dosiężnego przed i po zabiegach [cm] po 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 przed Wykres 3. Napięcie spoczynkowe przed i po zabiegach na lewej kończynie [µv] po 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 przed po Wykres 4. Napięcie spoczynkowe przed i po zabiegach na prawej kończynie [µv] Kolejnym testem była próba krzesełkowa, pozwalająca ocenić wytrzymałość mięśniową. Przebieg testu był następujący: badana osoba ustawiała się tyłem do ściany na równym podłożu, uniemożliwiającym ślizganie się stóp, następnie wykonywała półprzysiad, powoli opierając się plecami o ścianę, obie kończyny górne były zwieszone wzdłuż tułowia. Kończyny dolne były zgięte w obu stawach biodrowych i kolanowych po kątem 90 stopni, stopy i kolana ustawione w lekkim rozkroku na szerokość bioder. Mierzono czas, w którym uczestnicy badań potrafili utrzymać pozycję podczas próby. 18
Rozdział 1 Elektroterapia Fot. 1. Odmierzenie wysokości 10 i 20 cm w górę uda od podstawy rzepki i zaznaczenie danych odnośników na skórze Fot. 3. Próba krzesełkowa pozwala ocenić wytrzymałość mięśniową Fot. 2. Pomiar na kończynach dolnych Fot. 4. Aparat do elektromiografii powierzchniowej NeuroTrac MyoPlus Do pomiarów napięcia mięśniowego posłużył aparat do elektromiografii powierzchniowej NeuroTrac MyoPlus, działający z programem komputerowym NeuroTrac ETS. Do pomiaru wykorzystano elektrody samoprzylepne o wymiarach 5/5 cm. Po dwie elektrody umiejscowione były na każdym mięśniu czworogłowym. Zastosowano elektromiografię dwukanałową, wykorzystując dwa kanały A (dla kończyny lewej) i B (dla kończyny prawej). Skóra badanego przed dokonaniem pomiarów była oczyszczona i sucha. Podczas pomiaru uczestnik badania znajdował się w pozycji leżenia tyłem, z wałkiem podłożonym pod podudzie. Obserwowano 19
Fizykoterapia w praktyce cz. II zmianę parametrów osobno dla kończyny prawej i lewej: średnią napięcia spoczynkowego z całego okresu pomiaru, średnią arytmetyczną z wartości napięcia z poszczególnych brzuśców, maksymalną wartość amplitudy napięcia osiąganą w czasie badania. Czas odczytu podczas pomiaru napięcia wynosił 55 sekund. Aparat pracował w trybie Work/Rest Assessment. Do analizy statystycznej wykorzystano nieparametryczny test kolejności par Wilcoxona (dla zmiennych zależnych). Różnice znamienne przyjęto dla p > 0,05. Wyniki Po zakończeniu badań nie odnotowano żadnego przyrostu masy mięśniowej. Średnia wartość obwodów uda przed rozpoczęciem elektrostymulacji wynosiła: na kończynie lewej 46 cm (na poziomie 10 cm od rzepki) i 53 cm (na poziomie 20 cm od rzepki) oraz na kończynie prawej 45,5 cm (na poziomie 10 cm od rzepki) i 53,5 cm (na poziomie 20 cm od rzepki). Po serii dziesięciu zabiegów fizykalnych obwody nie zmieniły się. Średnia wartość zasięgu w skoku wynosiła przed rozpoczęciem badań 241,45 cm. Po zabiegach EWN wzrosła istotnie statystycznie do wartości 244,25 cm (p = 0,01). Średnia wartość skoku dosiężnego przed rozpoczęciem badań wyniosła 31,85 cm, natomiast po ich zakończeniu już 34,65 cm (p = 0,04). W próbie krzesełkowej uczestnicy badań uzyskali początkowo czas 1:46 min. Po serii zabiegów EWN rezultat poprawił się średnio do wartości 2:38 min (p = 0,002). Na lewej kończynie dolnej przed zabiegami średnie napięcie spoczynkowe wynosiło 0,38 µv i zmniejszyło się po dziesięciu dniach do wartości 0,31 µv (p = 0,05). Natomiast na prawej kończynie średnie napięcie wyniosło 0,41 µv i również znamiennie statystycznie uległo redukcji do wartości 0,29 µv (p < 0,001). Omówienie wyników Znaczenie EWN w leczeniu ran przewlekłych wydaje się znaczące, a przydatność tej metody niepodważalna. Przed przystąpieniem do badań dokonano przeglądu piśmiennictwa na temat wykorzystania EWN w medycynie i rehabilitacji i nie natrafiono na podobny temat jak poruszany w niniejszej pracy. Przeprowadzone badania dowodzą, że możliwości wykorzystania EWN mogą być znacznie szersze i wykraczające poza terapię gojenia ubytków tkanek miękkich. W naszych wynikach uzyskano istotną poprawę sprawności mięśni poddanych zabiegom elektrostymulacji mimo iż nie odnotowano zmian w przyroście masy. Zaobserwowano również, że EWN prowadzi do zmniejszania się spoczynkowego napięcia mięśniowego, co być może oznacza znaczą przydatność tej metody w rozluźnianiu mięśni. Należy jednoznacznie stwierdzić, iż istnieje konieczność kontynuowania dobrze zaplanowanych, kontrolowanych badań klinicznych odnośnie do szerszego wykorzystania EWN, należy przeprowadzać je na znacznie większej niż dotychczas populacji i z wykorzysta- 20
niem grupy kontrolnej w celu zobiektywizowania otrzymanych w tej pracy wyników oraz wykluczenia innych czynników, takich jak efekt placebo. Należy również dokonać analizy wyników odległych i zbadania dłuższego czasu aplikacji EWN niż jedynie seria dziesięciu zabiegów. Wnioski EWN korzystnie wpływa na poprawę sprawności stymulowanych mięśni. Elektrostymulacja ta powoduje obniżenie spoczynkowego napięcia mięśniowego, co prowadzi do rozluźnienia. EWN może znaleźć szersze zastosowanie aniżeli wyłącznie w leczeniu ran, jednak wymaga to weryfikacji w oparciu o większą populację i porównanie w stosunku do grup kontrolnych, co nie zostało zbadane w niniejszym opracowaniu. Piśmiennictwo 1. Lampe K.E.: Electrotherapy in tissue repair. J. Hand Rep.. 1998, 11, 2, 131-139. 2. Taradaj J., Franek A., Cierpka L., Błaszczak E.: Elektrostymulacja wysokonapięciowa we wspomaganiu gojenia owrzodzeń troficznych. Wiad. Lek., 2004, 57, 7-8, 374-377. 3. Fizykoterapia w praktyce. Red. J. Taradaj, A. Sieroń, M. Jarzębski, Wydawnictwo Elamed, Katowice 2010.