А.Н. МУМИН, А.В. ВОЛОТОВСКАЯ

ВИБРОТЕРАПИЯ

Учебно-методическое пособие

Минск БелМАПО
2007

УДК
ББК

Рекомендовано в качестве учебно-методического пособия У.М.С. Белорусской медицинской академии последипломного образования
протокол №         от

Авторы:
доц. А.Н. Мумин, доц. А.В. Волотовская

Рецензенты:
Кандидат медицинских наук, доцент кафедры медицинской реабилитации и физиотерапии БГМУ Л.А. Малькевич
Кандидат медицинских наук, заведующая отделением физиотерапии РНПЦ «Неврологии и нейрохирургии» Г.В. Зобнина

Мумин А.Н.
Вибротерапия: учебно-методическое пособие. /А.Н. Мумин, А.В. Волотовская  - Минск: БелМАПО, 2007.-27с.
ISBN 

Учебно-методическое пособие для врачей посвящено вопросам механизма действия и лечебного применения вибрационной терапии в медицинской практике. Освещаются вопросы комплексного применения вибротерапии.
Учебно-методическое пособие предназначено для врачей физиотерапевтов, реабилитологов, кинезотерапевтов, специалистов мануальной терапии, слушателей курсов переподготовки и повышения квалификации.
УДК
ББК

ISBN

Мумин А.Н.
Оформление БелМАПО, 2007

Введение

Вибротерапия – лечебное воздействие механическими колебаниями, осуществляемое при непосредственном контакте вибратора (вибратода) с тканями больного, оказывающее многостороннее влияние на ткани, непосредственно находящиеся под вибратором, а также на органы и системы, рефлекторно связанные с зоной воздействия.
Вибротерапия – один из наиболее старых методов аппаратной физиотерапии, основанный на использовании механических колебаний.
За последние годы интерес к использованию механических вибраций в качестве физиотерапевтического фактора значительно повысился в связи с определенными достижениями исследователей в объяснении механизма физиологического и лечебного действия вибротерапии, развитием современной техники и совершенствованием аппаратуры для вибротерапии, нарастание интереса к немедикаментозным методам лечения и профилактики заболеваний.
Согласно современным представлениям, вибротерапия приводит к усилению локального кровотока и лимфооттока, активации трофики тканей, активации гипоталамо-гипофизарной системы и мобилизации адаптивных возможностей организма.
В связи с этим вибрационная терапия все чаще включается в комплекс средств, методов, используемых для лечения и реабилитации больных, страдающих различными заболеваниями, травмами, а также как средство эстетической медицины. Это связано с высоко терапевтической эффективностью метода, возможностью комбинирования его со многими методами физиотерапии, фармакотерапии. Большое значение имеет и тот факт, что рынок физиотерапевтической аппаратуры предлагает большое количество различных аппаратов, устройств для вибротерапии, обладающих самыми разнообразными параметрическими возможностями, предназначенными как для местного, так и для общего воздействия. Аппараты вибрационной терапии, как правило, поступают к нам из-за рубежа (Германия, Австрия, Италия, Швейцария, Россия, Китай) и не всегда сопровождаются подробными инструкциями по применению, что создает определенные трудности для медперсонала и пользователей. В настоящем кратком пособии обобщены данные литературы и собственные наблюдения по применению вибротерапии в медицинской практике.
Биофизические основы вибротерапии
Вибрация (от лат. vibratio – колебание) – периодическое, механическое колебательное движение, которое вызывает у человека ощущение сотрясения.
Реакции человека на механические вибрации зависят как от физических характеристик фактора, продолжительности его воздействия, так и от механических и физиологических свойств биологических тканей.
Основными характеристиками механических факторов является атмосферное, звуковое, парциальное давление, колебательное смещение частиц среды и напряжение.
Атмосферное давление – отношение силы, с которой столб воздуха давит на единицу площади земной поверхности. Единица изменения в СИ – Паскаль (Па).
Звуковое давление – амплитуда периодических колебаний атмосферного давления, возникающих в результате сжатия и разряжения частиц среды. В областях сжатия оно больше, а в областях разряжения – меньше.
Звуковое давление – это добавочное изменение статического (атмосферного) давления.
Колебательным смещением частиц среды (виброперемещением) называют амплитуду смещения частиц вещества по отношению к среде в целом, обусловленного механическим воздействием. Единицей измерения колебательного смещения является микрометр (мкм). Колебательное смещение характеризуется не только амплитудой, но и направлением. Колебательное движение имеет кинетические и динамические показатели: а) амплитуда колебания – это величина отклонения тела от устойчивого положения;
б) частота колебаний – число отклонений тела от устойчивого положения в единицу времени (измеряется в герцах).
Механические воздействия на тела принято характеризовать не приложенной к ним силой, а внешним напряжением – частным от деления приложенной к телу механической силы (F) на площадь его поперечного сечения (S), перпендикулярную направлению силы: σ = F/s. Единицей напряжения в СИ является Па.
Создаваемые разнообразными механическими факторами возмущения распространяется в различных средах в виде волн, перенос и передача энергии в которых осуществляется частицами среды. При этом каждый участок среды, в которой перемещается волна совершает небольшие колебательные смещения, тогда как сама волна распространяется на значительные расстояния. Механические волны переносят энергию. При их распространении энергия передается от одной колеблющейся частицы к другой. Энергетической характеристикой механических волн является интенсивность звука или плотность потока энергии (I). В СИ единицей интенсивности является Вт/м2.
I = р2/2 ρ с,
где р-звуковое давление, ρ- плотность среды, с- скорость звука.
Реакция тканей, подвергающихся механическому воздействию при вибротерапии, определяется механическими свойствами тканей, которые зависят от пространственного распределения частиц в тканях, а также типом связи между ними. Основными характеристиками механических свойств тканей являются напряжение и деформация.
Напряжение в тканях отражает механические возмущения, которые развиваются при действии механических сил. Единицей измерения является Па.
Деформация – упругое возмущение, обусловленное изменением пространственной структуры ткани. При этом происходит перенос потока энергии упругой деформации в отсутствии переноса частиц среды. Деформация распространяется с волной из одной точки в другую и определяет тип механического возмущения. Она характеризует отношение измененных линейных размеров единичного объема ткани при возбуждении в ней колебаний к ее состоянию в покое,  является функцией внешнего напряжения и колебательного смещения частиц среды.
По реакции на внешнее напряжение (вибрацию) все ткани разделяют на упругие, неупругие (вязкие) и вязко-упругие. Критериями такого разделения служат наличие или отсутсвие остаточной деформации в ткани.
Ткани, самопроизвольно восстанавливающиеся до исходного состояния с прекращением приложенного напряжения, относят к упругим. Ткани, подвергающиеся необратимой деформации под воздействием внешних сил или остаточных внутренних напряжений, относят к вязким. Вязкость биологических сред обусловлена наличием в их структурной решетке узлов, образованных слабыми ван-дер-ваальсовыми силами. Обусловленные этими силами связи нарушаются при сдвиговых деформациях и восстанавливаются после окончания воздействия. Разрушение этих надмолекулярных связей при некоторой «пороговой» интенсивности механического фактора приводит к тиксотропии – обратимому изменению жидкокристаллической структуры.
По плотности и типу пространственной структуры все ткани организма разделяют на твердые (костная ткань, дентин, эмаль зубов), мягкие (кожа, мышечная ткань, ткани паренхиматозных органов) и жидкие (кровь, лимфа, спинномозговая жидкость и т.п.). Вследствие структурной неоднородности тканей организма им свойственно наличие различных механических свойств. Причем распространение внешнего механического воздействия вследствие их анизотропии осуществляется в виде волн, продольных, поперечных и сдвиговых. В то же время изменение упругих и вязких свойств усложняют пространственно-временные характеристики развивающихся в них напряжений и деформаций. Они определяются параметрами механических свойств органов и тканей – плотностью ткани, скоростью звука, модулем упругости. Среди всех биологических тканей наиболее выраженными свойствами упругости обладают кости. Для большинства мягких тканей характерны неопределенность начального и естественного состояний, несжимаемость и анизотропия внутренних напряжений. Деформации мягких тканей значительны, достигают 200%. Они различаются по фазе, при этом сопровождаются изменением пространственной ориентации и формы биологических молекул.
Нелинейный характер зависимости деформаций от приложенного напряжения в диапазоне малых и средних величин обусловлен наличием в составе мягких тканей коллагеновых волокон. Они способны к значительным деформациям и имеют высокий модуль упругости. Эластиновые волокна – другой структурный компонент, имеют модуль упругости ниже, чем у коллагеновых волокон, их деформации происходят по линейному закону. Особенности пространственного расположения коллагеновых и эластиновых волокон и определяют характер деформаций в мягких тканях. В тканях, содержащих оба типа волокон, начальные линейные деформации обусловлены растяжением эластиновых нитей, а последующие нелинейные – коллагеновых. Деформации кожи имеет выраженный нелинейный характер. Нелинейность возникающих деформаций также присуща скелетным мышцам.
Большинство биологических жидкостей являются суспензиями и обладают исключительно вязкими свойствами. Для всех них также характерна нелинейная зависимость деформаций от напряжения.
Анизотропия, структурная неоднородность большинства биологических тканей затрудняют возможность представлять в аналитической форме параметры механических свойств тканей организма. Вместе с тем в диапазоне физиологических деформаций, зависимость их от приложенных напряжений линейна. Это позволяет использовать их для изучения реакции организма на внешнее механическое вибрационное воздействие.
При низких частотах (вибротерапия), где длина волны сопоставима с размерами тела, акустические колебания распространяются в организме в виде поперечных волн.
Физиологическое и лечебное действие вибротерапии
Основой физиологического воздействия вибротерапии на организм являются вызываемые в организме механические, физико-химические и, в меньшей степени, тепловые эффекты. Степень выраженности первичных механизмов, формирующих сложный комплекс ответных физиологических и лечебных реакций, зависят, прежде всего, от интенсивности и параметров (частоты, амплитуды) воздействия, условий проведения, локализации воздействия. Механические колебания, генерируемые аппаратами, делят на ряд диапазонов:
1. До 16 Гц – инфразвуковые (инфразвук);
2. 16-20000 Гц (слышимый звук);
3. 20000 (20 кГц) – 1000 МГц (ультразвук);
4. более 1000 МГц – гиперзвуковые (гиперзвук).
Механические колебания частоты от 10 до 8000 Гц человеческий организм способен воспринимать и с определенной степенью точности дифференцировать, но по физиологическому действию наиболее значимым диапазоном является диапазон 10-200 Гц.
Первоначальная реакция организма на локальное действие механических колебаний возникает благодаря прямому взаимодействию этого фактора с клетками и окружающей их средой. Количество передаваемой энергии от источника вибрации человеку находится в прямой зависимости от частоты колебаний, амплитуды смещения и колебательно ускорения. С учетом свойств биологических тканей механические вибрационные воздействия с амплитудой колебательного смещения 10-6м являются физиологическими раздражителями и могут восприниматься структурами, обладающими высокой чувствительностью к данному фактору, - механорецепторами. Сенсорное восприятие вибрации осуществляют инкапсулированные нервные окончания кожи, клубочкообразные тельца Мейсснера и тельца Пачини. Частотный диапазон вибрационной чувствительности телец Мейсснера, расположенных под базальной мембраной кожи составляют 2-40 Гц, а пороговое виброперемещение – 35-100 мкм. Виброчувствительность находящихся в дерме телец Пачини на порядок выше: частотный диапазон виброчувствительности – 40-250 Гц, а пороговое виброперемещение 1-10 мкм. Механорецепторы, по сути своей, являются усилителями, суммирущими процессы, происходящие в тканях, в энергию, многократно превосходящую энергию действующего вибрационного фактора. Импульсы от виброрецепторов передаются в центральную нервную систему через задние столбы спинного мозга совместно с температурной и болевой чувствительностью в боковых канатиках. Афферентные импульсы распознаются в теменной области коры головного мозга. Возникающие при раздражении механорецепторов афферентные потоки и формируют локальные, сегментарные, генерализованные реакции организма.
Механические колебания частотой 20-50 Гц вызывают избирательное возбуждение механорецепторов, сосудов, вегетативных нервных проводников, что приводит к расширению сосудов мышечного типа, усилению локального кровотока и лимфоттока, способствует снижению мышечного тонуса и активации трофических процессов в тканях. Механические колебания более высокой частоты (100-200 Гц) вызывают афферентную импульсацию от телец Пачини и толстых миелинизированных волокон в вышележащие отделы центральной нервной системы. За счет различной скорости распространения импульсации по миелинизированным и немиелинезированным волокнам возникает периферическая блокада болевого очага (теория «воротного блока»), а происходящая при этом активация сосудодвигательного центра приводит к повышению сосудистого тонуса, активации гипоталамо-гипофизарной системы и мобилизации адаптационно-приспособительных ресурсов организма.
Вибрационные воздействия на биологически активные точки формируют выраженные ответные реакции по рефлекторному типу, которые развиваются в различных системах и органах. При этом повышается функциональная лабильность нервно-мышечных синапсов и проводимость нервных стволов.
Процессы катаболизма и метаболизма в организме происходят лишь при контактном взаимодействии биологических субстанций. Поэтому наличие механических флуктуаций клеток и биологических молекул является необходимым условием для большинства биологических и особенно иммунологических реакций. Для того чтобы реакция состоялась, необходимо непосредственное сближение взаимодействующих компонентов и их пространственная ориентация относительно друг друга. Производимые внешними источниками вибрации не только увеличивают частоту контактов и обеспечивают изменение ориентации биокомпонентов в пространстве, но и облегчают их прохождение через различные эндотелиальные щели и различные мембраны, т.е. усиливают транспорт веществ из каппиляров в интерстиции и обратно.
Механические колебания присутствуют в организме благодаря: пульсовой активности сердца (инфразвуковые частоты), сосудисто-мышечной активности (звуковые частоты), а также благодаря механическим воздействиям внешней среды. В результате гемодинамического барьера пульсовые колебания в тканевых пространствах значительно снижены. При наличии патологического очага в тканях, снижение проявляется еще в большей степени. Одновременно в очаге изменяется тонус сосудов, и тогда энергии собственных вибраций в этой области может оказаться недостаточно. Это ведет к хронизации патологического процесса и, что очень важно, к снижению эффективности лекарственной терапии. В этих случаях внешнее вибрационное воздействие (вибротерапия) оказывается принципиально необходимо. Влияя на увеличение притока циркулирующей жидкости (кровь), вибрационные воздействия, кроме того, способствуют увеличению оттока жидкости (кровь, лимфа), тем самым способствуя и облегчая транспорт крупных биологических молекул, эритроцитов и иммунокомпетентных клеток из интерстиций в венозные и лимфатические капилляры. Способствуя при этом улучшению клеточной среды обитания и выносу из патологического очага токсических продуктов нарушенного метаболизма.
Вибрация, привносимая извне, оказывает воздействие на различные ткани организма: мышечную, костную, соединительную.
Одним из главных механизмов лечебного действия вибраций является их обезболивающее действие. Механизм обезболивающего действия вибраций обусловлен адаптацией организма в связи с развитием в центральной нервной системе явлений торможения. Слабые вибрационные раздражения вызывают сосудосуживающий эффект, сильные - расширение сосудов. При низких частотах механических колебаний возникает атония сосудов, при высокочастотных колебаниях (100-200 Гц) - спазм сосудов. Вибрационные воздействия вызывают повышение кожной температуры, гиперемию тканей и  усиление потоотделения.
При воздействии на мышцу механические колебания при определенных частотах передаются в центральную нервную систему и реализуются на периферии в виде кратковременных мышечных сокращений. Воздействие вибрации на рецепторы мышцы ведет к афферентной импульсации в спинной мозг, а оттуда по эфферентным путям в ту же мышцу, вызывая ее сокращение. Считается, что дуга этого рефлекса идет через мозжечок.
При общем вибрационном воздействии количество работающих мышечных волокон составляет до 100%, тогда как при обычной физической тренировке в активную работу включается до 40% мышечных волокон. Вибрация проникает глубоко, воздействуя по всему объему мышц. При этом происходит значительное увеличение сократительной способности мышц, усиливается обмен веществ без накопления молочной кислоты, что позволяет быстро восстанавливать мышцы после физической нагрузки, ускоряются процессы репарации после травм мышц, как зас чет блокады болевой афферентной импульсации, так и за счет разрушения мышечных триггерных зон. Вибрация способствует мышечной релаксации, усилению мышечного растяжения, увеличению объема движения.
Слабые по интенсивности и кратковременно действующие вибрации повышают возбудимость нервной системы. Сильные и длительные по времени вибрационные воздействия угнетают функции нервной системы. Нервные элементы кожи, по экспериментальным данным, наиболее устойчивы к различным механическим раздражениям. Имеются факты, доказывающие повреждение определенных ферментативных структур после первых сеансов вибромассажа. При последующих процедурах деструктивные изменения не усугублялись, а наоборот, отмечались процессы репарации. Однако воздействие вибрационными колебаниями приводило к рефлекторным изменениям функционального состояния нервной системы. И как результат - новый уровень функционирования центральной нервной системы, улучшение работы периферических органов с восстановлением нарушенного гомеостаза. Выяснено, что в период воздействия вибрационного фактора резко накапливается нейросекреторный материал в нейрогипофизе. Доказано, что вибрационный массаж, активизируя гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую систему, приводит к росту в крови глюко-кортикоидов, которые по принципу обратной связи подавляют функцию щитовидной железы.
Столь серьезные изменения в нейроэндокринной системе под влиянием вибрационного массажа свидетельствуют о высокой активности воздействия данного физического фактора на организм. Характер ответных реакций (вазомоторные, секреторные) определяется тем метамером, на кожу которого было оказано воздействие. Нервные механизмы определяют изменение функции болезненного участка. Вибрационный раздражитель вызывает усиление активности фермента мышечных тканей - сукцинатдегидрогеназы и цитохромоксидазы. Активизируются окислительно-восстановительные процессы в миокарде, усиливается тканевое дыхание печени, улучшается усвоение кислорода тканями. Активизация обменных процессов происходит в тех зонах и системах, которые сегментарно связаны с местом раздражения.
Под влиянием умеренных доз механических колебаний повышается тонус симпатоадреналовой системы, гипофиз-адреналовой, возникает активация метаболических процессов при асептическом воспалении, выражен десенсибилизирующий эффект по отношении к чужеродным антигенам. Проведение курса вибромассажа пояснично-крестцовой области стимулирует нейротрофические изменения, определяющиеся повышением функции надпочечников.
Вибротерапия повышает упругие свойства костной ткани, нормализует минеральный обмен, предотвращает развитие остеопороза у лиц группы риска.
Вибрация повышает эластичность связок и сухожилий, увеличивает подвижность в суставно-связочном аппарате, нормализует трофические процессы, способствуя полноценной выработке синовиальной жидкости.
Таким образом основными лечебными эффектами являются: гипоалгизирующий, трофический, миорелаксирующий, сосудорасширяющий, тонизирующий.
И т.д.