Univerzita Palackého v Olomouci. Fakulta tělesné kultury

Univerzita Palackého v Olomouci Fakulta tělesné kultury SROVNÁNÍ DIAGNOSTICKÉ METODY VYUŽÍVAJÍCÍ SLEDOVÁNÍ SVĚTELNÉHO BODU LASERPOINTERU S DIAGNOSTIKOU POMOCÍ TENSOMETRICKÝCH PLOŠIN PŘI STOJI NA ŠVIHOVÉ DOLNÍ KONČETINĚ Diplomová práce (magisterská) Autor: Bc. Tereza Graciasová, fyzioterapie Vedoucí práce: PhDr. David Smékal, Ph. D. Olomouc 2011

Jméno a příjmení autora: Bc. Tereza Graciasová Název diplomové práce: Srovnání diagnostické metody využívající sledování světelného bodu laserpointeru s diagnostikou pomocí tensometrických plošin při stoji na švihové dolní končetině Pracoviště: Katedra fyzioterapie Vedoucí diplomové práce: PhDr. David Smékal, Ph. D. Rok obhajoby diplomové práce: 2011 Abstrakt: K vyšetření posturální stability zdravých jedinců jsme použili novou diagnostickou metodu využívající sledování světelného bodu laserpointeru a získané výsledky srovnali s diagnostikou pomocí tensometrických plošin. Kromě posturální stability probandů při stoji na švihové dolní končetině a vlivu zrakové kontroly jsme sledovali také jak je asociována trajektorie světelného bodu laserpointeru s trajektorií centre of pressure (COP) při stoji na stabilní podložce, válcové úseči, kulové úseči a gumové čočce. Soubor byl tvořen 30 zdravými probandy. Dospěli jsme k závěrům, že stoj na švihové dolní končetině na stabilní podložce hodnocený metodou využívající laserpointer není při plné zrakové kontrole stabilnější než při zrakové kontrole dominantního oka a stoj na švihové dolní končetině na stabilní podložce hodnocený metodou využívající laserpointer není při zrakové kontrole dominantního oka stabilnější než při zrakové kontrole nedominantního oka. K dalším zjištěním patří, že trajektorie světelného bodu laserpointeru není asociována s trajektorií COP při stoji na švihové dolní končetině při stoji na pevné podložce ani při stoji na kulové úseči. Naopak trajektorie světelného bodu laserpointeru je asociována s trajektorií COP mírou signifikantní střední závislosti při stoji na švihové dolní končetině při stoji na válcové úseči a stoji na gumové čočce. Klíčová slova: posturální stabilita, postura, senzomotorika, propriocepce, tensometrické plošiny Souhlasím s půjčováním diplomové práce v rámci knihovních služeb. 2

Author s first name and the surname: Bc. Tereza Graciasová Title of the master thesis: Comparison of diagnostic method using light spot from the laserpointer with diagnostics using form platforms, when standing on the swinging leg. Department: Physiotherapy Supervisor: PhDr. David Smékal, Ph. D. The year of the presentation: 2011 Abstract: In order to examine postural stability of healthy persons we have used a new diagnostic method using light spot from the laserpointer and compared obtained data with diagnostics carried out with force platforms. Apart from postural stability of the probands standing on the swinging leg and the influence of the visual control, we observed how the trajectory of the laserpointer light spot is associated with the COP trajectory when standing on the stable platform, rocker board, wobble board and rubber lens. The file included 30 probands of good health conditions. We have come to the conclusion that standing on the swinging leg on the stable platform evaluated by the method using the laserpointer is not more stable under the full visual control than under the visual control of the dominant eye, and standing on the swinging leg on the stable platform evaluated by the method using the laserpointer is not more stable under the visual control of the dominant eye than under the visual control of the non-dominant eye. The other findings are facts that the trajectory of the laserpointer light spot is associated neither with COP trajectory when standing on the swinging leg on the stable platform, nor when standing on the wobble board. On the contrary, the trajectory of the laserpointer light spot is associated with COP trajectory at the level of the significant medium dependency when standing on the swinging leg, when standing on the rocker board and on the rubber lens. Keywords: postural stability, posture, sensorimotor function, proprioception, force platforms I agree the thesis paper to be lent within the library service. 3

Prohlašuji, že jsem diplomovou práci zpracovala samostatně pod vedením PhDr. Davida Smékala, Ph. D., uvedla všechny použité literární a odborné zdroje a dodržovala zásady vědecké etiky. V Olomouci dne... 4

Děkuji PhDr. Davidu Smékalovi, Ph. D. za cenné rady a připomínky, RNDr. Milanu Elfmarkovi za technickou pomoc při statistickém zpracování dat a Mgr. Dagmar Sigmundové, Ph. D. za pomoc při statistickém vyhodnocování dat. 5

OBSAH 1 ÚVOD... 9 2 PŘEHLED POZNATKŮ... 10 2.1 Postura... 10 2.2 Systém vzpřímeného držení těla... 12 2.3 Lateralita při zajištění posturálních funkcí... 12 2.4 Posturální stabilita... 13 2.4.1 Senzorická složka zajištění posturální stability... 15 2.4.2 Řídící složka zajištění posturální stability... 17 2.4.3 Výkonná složka zajištění posturální stability... 17 2.4.4 Ontogenetické hledisko posturální stabilizace... 18 2.4.5 Vliv psychiky na posturální stabilitu... 19 2.4.6 Některé klinické testy posturální stability... 19 2.4.6.1 Statické testy... 19 2.4.6.2 Dynamické testy... 20 2.4.6.3 Laboratorní testy... 21 2.4.7 Pojmy související s posturální stabilitou... 23 2.5 Motorické učení... 24 2.5.1 Stupně motorického učení... 25 2.5.2 Role zrakové složky v motorickém učení... 26 2.6 Senzomotorický systém... 27 2.6.1 Propriocepce a neuromuskulární kontrola... 29 2.6.1.1 Proprioceptivní reflexy... 31 6

2.6.1.1.1 Svalové vřeténko... 31 2.6.1.1.2 Golgiho šlachové tělísko... 35 2.6.1.1.3 Kloubní receptory... 36 2.6.1.2 Klíčové oblasti propriocepce... 36 2.6.1.2.1 Ploska nohy... 36 2.6.1.2.2 Sakroiliakální skloubení... 37 2.6.1.2.3 Krční páteř... 37 2.6.2 Metodika senzomotorické stimulace dle Jandy a Vávrové... 37 2.6.2.1 Indikace senzomotorické stimulace... 39 2.6.2.2 Kontraindikace senzomotorické stimulace... 39 2.6.2.3 Zásady při cvičení... 40 2.6.2.4 Vyšetření pacienta... 40 2.6.2.5 Malá noha... 41 2.6.2.6 Další postup... 43 2.6.2.7 Nácvik chůze... 44 2.6.2.8 Pomůcky k nácviku senzomotoriky... 45 2.6.2.9 Výhody metody... 46 3 CÍLE A HYPOTÉZY... 47 4 METODIKA... 49 4.1 Charakteristika souboru... 49 4.2 Postup měření... 50 4.2.1 Vyšetření na pevném, stabilním povrchu... 52 4.2.1.1 Vyšetření na pevném, stabilním povrchu se zrakovou kontrolou dominantního oka.. 53 4.2.1.2 Vyšetření na pevném, stabilním povrchu se zrakovou kontrolou nedominantního oka... 53 7

4.2.2 Vyšetření na válcové úseči... 53 4.2.3 Vyšetření na kulové úseči... 54 4.2.4 Vyšetření na gumové čočce... 54 4.3 Metody měření... 54 4.3.1 Zpracování videozáznamu... 54 4.3.2 Zpracování záznamu z tensometrických plošin... 56 4.4 Statistické zpracování dat... 57 5 VÝSLEDKY... 58 5.1 Výsledky k hypotéze H1... 58 5.2 Výsledky k hypotéze H2... 62 5.3 Výsledky k výzkumné otázce č. 1... 64 5.4 Výsledky k výzkumné otázce č. 2... 65 5.5 Výsledky k výzkumné otázce č. 3... 65 5.6 Výsledky k výzkumné otázce č. 4... 65 6 DISKUZE... 66 7 ZÁVĚR... 72 8 SOUHRN... 73 9 SUMMARY... 74 10 REFERENČNÍ SEZNAM... 75 11 PŘÍLOHY... 81 8

1 ÚVOD Účelem hodnocení posturální stability v praxi fyzioterapeuta je identifikovat přítomnost posturální instability, zejména v predikci rizika pádu a určit příčinu posturální nejistoty s cílem nasazení efektivní léčby (Horak, 1997). Aby bylo vyšetření posturální stability použitelné v klinické praxi, musí být validní a reliabilní, s dosaženými výsledky, které výstižně charakterizují balanční problém. Existuje řada laboratorních metod hodnocení posturální stability s těmito vlastnostmi, mezi něž patří statická či dynamická posturografie, avšak pořizovací cena těchto diagnostických systémů je velice vysoká. V klinické praxi chybí prostředek vhodný jak k diagnostice posturální stability, tak k terapii, který by vzhledem k nízkým nákladům mohl být přítomen v každé ordinaci fyzioterapeuta. Dryeová (2008) představila specifické proprioceptivní stabilizační cvičení s lasepointerem jako novou formu proprioceptivního tréninku vhodného k rehabilitaci po poranění měkkých struktur kolenního kloubu. Hlavním cílem této diplomové práce bylo navázat na tuto studii a zhodnotit míru asociace trajektorie světelného bodu laserpointeru s trajektorií COP při stoji na švihové dolní končetině a ověřit platnost metody využívající laserpointer k hodnocení stability stoje na jedné dolní končetině jako diagnostického prostředku v klinické praxi. 9

2 PŘEHLED POZNATKŮ 2.1 Postura Pojmem postura označujeme zaujatou polohu těla i jeho částí v klidu. Postura v sobě kromě statiky obsahuje i dynamiku, tj. proces udržování polohy těla vůči měnícím se podmínkám prostředí. Postura vždy pohyb předchází. Posturální systém se snaží posturu udržet a proto brání její změně aktivací tonických svalů. Při pohybu se posturální systém inhibuje fázickým svalovým systémem, který provádí pohyb. Po skončení pohybu opět převažuje funkce posturální, která udržuje novou dosaženou polohu. I když je posturální systém inhibován, participuje na řízení pohybu tím, že se snaží udržovat plynulý pohyb, tj. brání velkým výchylkám v jeho průběhu (Véle, 1995). Dle Wintera (1995) postura popisuje orientaci jakéhokoli segmentu těla vůči gravitačnímu vektoru. Bronstein, Brandt, Woollacott a Nutt (2004) popisují dvě hlavní funkce postury. Tou první je funkce antigravitační. Jednotlivé segmenty lidského těla vykonávají pohyb proti působení gravitace a reakčních sil povrchu. Posturální tonus, který je převážně produkován extenzorovými svaly, hraje v antigravitační funkci důležitou roli. Druhou funkcí je sloužit jako spojení se zevním prostředím prostřednictvím percepce a akce. To znamená orientace těla s ohledem na prostor daných segmentů těla jako je hlava, trup nebo paže užívané jako referenční rám. Referenční rám je možné použít buď k vnímání poloh při tělesném pohybu s ohledem k zevnímu prostředí, nebo k provedení pohybu směrem k cíli. Při vyšetření postury provádíme srovnání s tzv. ideální posturou, kterou odvozujeme z centrálních programů posturální ontogeneze. Při definování ideální postury je nutno vycházet z biomechanických a neurofyziologických funkcí. Biomechanickou funkcí rozumíme charakter zatížení a neurofyziologickou řídicí procesy svalů, které umožňují zapojení stabilizační (posturální) funkce svalů tak, aby toto zatížení bylo pro kloubní systém optimální, přičemž jejich propojenost je součástí posturálního vývoje. Ideální postura je determinována centrálním programem, proto hodnocení postury během statické i lokomoční funkce je nutné chápat v ontogenetických souvislostech (Kolář et al., 2009). Posturální systém udržuje zaujatou polohu těla a brání její změně. Naopak lokomoční systém prosazuje změnu polohy těla proti jejímu udržování. Obě funkce probíhají v pohybové soustavě ve vyvážené spolupráci a zcela automaticky. Lokomoční systém tlumí posturální funkci a tím facilituje pohyb. Posturální systém pohyb přibrzďuje a stabilizuje konečnou 10

polohu. Během pohybu neustále přetrvává mírná brzdící aktivita posturálního systému, která působí jako omezující a stabilizující negativní zpětná vazba, která zlepšuje koordinaci pohybu a zajišťuje jeho plynulý průběh (Véle, 2006). Změny zaujaté polohy těla mohou být způsobeny vnějšími nebo vnitřními faktory. Vnitřními faktory jsou vědomé pohyby jako například zvednutí paží nebo předklon trupu. V těchto případech je odpověď proaktivní a terapeuta zajímá nejen původ změny polohy těla, ale také anticipativní odpověď CNS bránící nestabilitě. Vnější příčiny změny polohy těla jsou aplikovány bez vědomí pacienta a jejich cílem je otestování reaktivní odpovědi tří senzorických systémů (Winter, 1995). Horak (2006) popisuje dva hlavní funkční cíle posturálního chování a těmi jsou posturální orientace a posturální ekvilibrium. Posturální orientace představuje aktivní napřímení trupu a hlavy s ohledem na gravitaci, povrch a informace z vnitřního prostředí. Součástí jsou smyslové informace ze somatosenzorického, vestibulárního a zrakového systému a podíl každého z těchto vjemů závisí na cíli pohybového úkonu a podmínkách zevního prostředí. Posturální ekvilibrium představuje koordinaci pohybových strategií za účelem stabilizace těžiště během jak zevně způsobených narušení stability, tak fyziologických titubací lidského těla. Názory na význam postury a její vztah k pohybu nejsou jednotné, avšak všechny teorie vždy citují stejný výrok posture follows movement like a shadow. Postura je nejen na začátku a na konci jakéhokoli cíleného pohybu, ale je i jeho součástí a základní podmínkou (Vařeka, 2002). Jak uvádí Véle (1995), posturální funkce je realizovaná hlavně axiálním systémem, který představuje část pohybové soustavy soustředěné kolem páteře sloužící k udržování vzpřímeného držení trupu. Axiální systém musí dynamicky upravovat posturu již v době tvorby pohybového záměru. Míra aktivity posturálního systému totiž vzrůstá při tvorbě pohybového záměru, kdy se poloha začíná orientovat ve směru zamýšleného pohybu. V tomto procesu hraje velkou roli právě autochtonní muskulatura páteře, která reaguje již při pouhé představě pohybu. Posturální systém zahrnuje jak axiální systém, tak oblast pánve a dolních končetin, které se podílejí na lokomoci. Posturální systém je stále aktivní jako celek a mezi jeho jednotlivými složkami existují funkční spojení. Vstupní signál vyvolá odezvu vždy v celé soustavě. Tuto celkovou reakci, vzájemně programem spojených svalových skupin tvořících funkční řetězce, prokázal Janda, který popsal tyto vztahy jako zkřížené syndromy a syndrom vrstvový při poruchách posturálních funkcí, které jsou podkladem vadného držení těla (Véle, 1995). 11

2.2 Systém vzpřímeného držení těla Systém vzpřímeného držení těla má tři hlavní složky senzorickou, řídící a výkonnou. Senzorickou složku představují hlavně propriocepce, zrak a vestibulární systém. Řídící funkci zajišťuje CNS. Výkonnou složku tvoří pohybový systém definovaný jak anatomicky, tak i funkčně. Zásadní úlohu hrají kosterní svaly, které leží na křižovatce mezi systémem řídícím a výkonným, a díky propriocepci mají důležitou roli i v oblasti senzorické (Vařeka, 2002). Při vzpřímeném držení vzniká převaha extenze nad flexí, tzn. zvýšený nárok na svaly extendující páteř, kyčelní a kolenní kloub pro udržení a stabilizaci vertikální polohy pohybové soustavy. Vzpřímené držení klade vyšší nároky nejen na svalovou aktivitu, ale i na koordinační funkci řídícího nervového systému, který musí neustále vyvažovat vliv gravitace. Také dýchání ve vzpřímené poloze klade vyšší nárok na respirační muskulaturu, protože dochází k pohybu hrudníku ve vertikálním směru, což je náročnější než pohyb v horizontále (Véle, 1995). Oslabení či výpadek některé části systému vzpřímeného držení se nemusí projevit hned, ale např. až při zvýšené zátěži, kdy dojde k dekompenzaci. To je jedním z důvodů proč bývá vyšetření v klidném stoji zpochybňováno jako validní pro vyšetření posturální stability, neboť k naprosté většině pádů nedochází v klidném stoji, ale při chůzi či jiné lokomoci (Vařeka, 2002). Pojem napřímení lze dle Vařeky (2002) definovat jako narovnání osového orgánu, které usnadní jeho vzpřímení, i když není jeho nutnou podmínkou. To je patrné na vadném držení těla, které je vzpřímené, ale nenapřímené. Napřímení je tedy podmínkou optimálního vzpřímení, protože umožňuje optimální rozsah pohybů v kořenových kloubech končetin a pohybů páteře zejména do rotace. Zásadní význam má při napřímení autochtonní systém páteře a hluboké flexory krku. 2.3 Lateralita při zajištění posturálních funkcí Při zajištění vzpřímeného stoje a bipedální lokomoce hraje významnou roli funkce dolních končetin. Studie Dvořáka, Krainové, Janury a Elfmarka (2000) potvrzuje rozdílné zatěžování ve stoji i rozdílnou funkci dolních končetin při lokomoci. Jedna dolní končetina má převážně stabilizační a/nebo brzdící funkci, zatímco druhá naopak dynamickou a/nebo zrychlující funkci. 12

Ve stoji jsou tyto rozdíly zcela zřejmé, zejména v případě tzv. atitudy. Atituda je postura nastavená tak, aby umožnila zahájení a provedení cíleného pohybového úkolu, přičemž je patrná preference jedné dolní končetiny pro cílený pohyb, zatímco druhá dolní končetina zajišťuje stabilní stoj, tedy posturu umožňující plánovaný pohyb. Dominance (lepší schopnost a výkonnost) jedné dolní končetiny je dána jak trénovaností (související s preferencí), tak i lépe zajištěnou posturou. Tato postura je pak lépe zajištěna také díky funkci druhostranné dolní končetiny, která je nedominantní z hlediska testované činnosti, ale lze ji považovat za dominantní z hlediska účasti na zajištění kvalitní postury (Vařeka, 2001). Noha švihová (dominantní) je obratnější, a proto je používána ke složitějším činnostem a noha odrazová (nedominantní) nese váhu těla, proto také bývá většinou silnější i objemnější (Měkota, 1984). Pohybově obratnější, šikovnější a výkonnostně přesnější nebývá zpravidla noha morfologicky zdatnější, ale právě noha druhá, většinou na stejné straně těla jako obratnější ruka (Drnková-Pavlíková & Syllabová, 1983). 2.4 Posturální stabilita Při pohledu na posturální funkce rozlišujeme: posturální stabilitu, posturální stabilizaci, posturální reaktibilitu (Kolář et al., 2009). Pojem posturální stabilita souvisí se zajištěním vzpřímeného držení těla u člověka. Lidské tělo ve vzpřímeném držení na dvou dolních končetinách je velmi nestabilní systém tvořený množstvím segmentů. Nestabilita je dána i tím, že jde o případ obráceného kyvadla s malou plochou základny a vysoko uloženým těžištěm. U dospělých jsou poruchy posturální stability způsobeny např. centrální parézou, diabetickou neuropatií nebo oslabováním funkcí ve stáří, kde jsou skutečným problémem. Omezují schopnosti lokomoce, sebeobsluhy a jsou příčinami pádů a zranění, které mívají pro starší osoby často fatální následky (Vařeka, 2002). Základní podmínkou stability ve statické poloze je, že těžiště se musí v každém okamžiku promítat do opěrné báze. Nemusí se však promítat do opěrné plochy, což je část podložky, která je v přímém kontaktu s tělem. Opěrná báze je celá plocha ohraničená nejvzdálenějšími hranicemi plochy nebo ploch opory (Kolář et al., 2009). Kolář (2006) popisuje pojem posturální stabilizace jako aktivní držení segmentů těla proti působení zevních sil řízené centrálním nervovým systémem. Zevním silám dominuje zejména síla tíhová. Posturální stabilizace není synonymem pro bipedální postoj, působí nejen 13

proti gravitaci, ale je součástí všech pohybů, a to i když se jedná pouze o pohyb dolních nebo horních končetin. Při jakémkoli pohybu segmentu těla náročném na silové působení jako je např. zvednutí břemene, držení břemene, působení končetiny proti odporu i bez odporu, odrazovém úsilí apod. je vždy generována kontrakční svalová síla potřebná k překonání odporu. Ta je převedena na momenty sil v pákovém segmentovém systému lidského těla a vyvolává reakční svalové síly v celém pohybovém systému. Tato reakční stabilizační funkce se nazývá posturální reaktibilita. Účelem této reakce je zpevnění jednotlivých segmentů (kloubů), aby bylo získáno co nejstabilnější punctum fixum a kloubní segmenty odolávaly účinkům zevních sil. Tím vznikají vnitřní síly působící na pohybové segmenty. Punctum fixum znamená, že jedna z úponových částí svalu je zpevněna vlivem zpevňovací aktivity jiných svalů, aby druhá úponová část mohla provádět v kloubu pohyb. Ta je pak označována jako punctum mobile. Žádný cílený pohyb není možné provést bez úponové stabilizace svalu (Kolář et al., 2009). Při pohybu dolních (horních) končetin je aktivováno svalstvo stabilizující páteř. Při flexi v kyčli se vedle flexorů kyčelního kloubu aktivují také zádové svaly, bránice, pánevní dno, břišní svaly atd. Aktivita svalů, které stabilizují, generuje aktivitu v dalších svalech, s jejichž úpony souvisí. Bylo zjištěno společné zapojování bránice, musculus transversus abdominis, svalů pánevního dna a musculus multifidus při posturální aktivitě. Každý pohyb v segmentu je tak převáděn do celé postury (Kolář et al., 2009). Posturální funkce probíhají podvědomě a proto pouhé doporučení jak má vypadat správné držení končí neúspěchem. Nový obsah vědomí přijatou instrukci potlačí a řízení postury převezme opět původní podvědomý posturální program. Proto je korekce vadného držení velký terapeutický problém, pokud se nepodaří změnit posturální režim a dostat ho jako program do podvědomí (Véle, 1995). Véle, Čumpelík a Pavlů (2001) rozlišují stabilitu na několik dílčích pojmů, z nichž každý má jiný význam. Pojem stabilita označuje z mechanického i fyzioterapeutického hlediska míru úsilí potřebného k dosažení změny polohy tělesa z jeho klidové polohy. Pacient však vnímá stabilitu jako pocit jistoty při udržování polohy těla nebo jeho segmentů a přenáší ji i na pocity při pohybu. Dle Riemana a Lepharta (in Thomas, 1993) je stabilita definována jako stav zůstávající, neměnný, i přes přítomnost sil, které by za normálních okolností stav změnily. Stabilita osového orgánu (stabilita vnitřní, intersegmentální) je bazí, ze které vychází účelově řízený pohyb. Tato vnitřní stabilita musí být sektorově proměnlivá, aby určité sektory 14

byly schopny stabilizovat svoji polohu tak, aby jiné sektory mohly svoji polohu účelově měnit. Tuto možnost pružné sektorové stability zajišťují krátké intersegmentální svaly a některé svaly probíhající přes více segmentů. Také je nutné brát v úvahu i funkci bránice, takže na vnitřní stabilizaci se podílí kromě hlubokých svalů páteře i svaly dýchací. Proto je nutno brát v úvahu existenci vzájemného vztahu mezi posturální a respirační mechanikou (Véle et al., 2001). Posturální funkce svojí pohyb brzdící činností přispívá ke zlepšení pohybové koordinace, která je vnímána jako pohybová jistota, a má proto psychologický vliv na stav mysli. Budou-li posturální a respirační soustava pracovat ve vzájemném souladu, bude udržování polohy i pohyb probíhat adekvátně. Pružná stabilita osového orgánu zajistí i celkovou stabilitu (vnější) a jistotu v pohybovém chování včetně příznivého vlivu na stav mysli. Je tedy nutno využít vzájemného vztahu mezi posturou, respirací a stavem mysli, která se podílí na procesu motorického chování jako řídící orgán a vzájemně se ovlivňují (Véle et al., 2001). 2.4.1 Senzorická složka zajištění posturální stability Rozhodující podíl na udržení posturální stability v klidném stoji má propriocepce. Informace ze svalů, šlach a kloubů osového orgánu mají zpětnovazební povahu a jsou podkladem pro řízení stabilizace i korekce polohy (Véle, 2006). V dobře známém prostředí s kvalitní opěrnou bází zdravý jedinec spoléhá na somatosenzorické informace ze 70 %, na informace z vestibulárního systému z 20 % a zrakové informace z 10 %. Nicméně, stojí-li jedinec na nestabilním povrchu, zvyšuje se podíl vestibulárních a zrakových informací (Peterka, 2002). Vestibulární systém se uplatňuje hlavně při rotačních pohybech a jiných rychlých změnách polohy hlavy (Vařeka, 2002). Informuje o směru gravitace v klidu i při pohybu a tato informace je porovnávána s informacemi zrakovými i proprioceptivními, zejména z krční páteře, klíčových kloubů a plosek nohou. Součet senzorických informací je používán ke korekci polohy (Véle, 2006). Vestibulární systém zahrnuje 3 polokruhovité kanálky včetně vnitřního ucha, které detekuje změny polohy a pomáhá udržovat vzpřímenou polohu těla. Ve vnitřním uchu jsou oddíly spojené s plněním funkce udržování rovnováhy a s plněním funkce sluchové. K oddílům, které mají za úkol udržovat rovnováhu, patří předsíň (vestibulum) tvořená kulovitým váčkem (sacculus), který reguluje rovnováhu, vejčitým váčkem (utriculus), který získává informace o předozadních pohybech hlavy, a třemi polokruhovitými kanálky 15

(ducti semicirculares). Orgán sluchu se nachází v hlemýždi (cochlea). Polokruhovité kanálky mají v místech ampulárního rozšíření svazky vláskových buněk. Pohyb hlavy je doprovázen odpovídajícím pohybem endolymfy, která ohýbá v různých směrech řasinky, díky čemuž je přijímána informace o pohybech hlavy v jakékoli prostorové rovině. Oba váčky jsou zodpovědné za získávání informací o změnách polohy hlavy v gravitačním poli a o lineárních zrychleních. Vlastní citlivé vláskové buňky se nachází v místech nazývaných macula sacculi et macula utriculi. Tato místa jsou pokryta krystaly uhličitanu vápenatého, nazývané otolity. Při změně polohy hlavy vlivem gravitace dochází k ohýbání pod nimi ležících citlivých vláskových buněk (Houglum, 2005; MedNews, 2006). Obrázek 1. Stavba vnitřního ucha (MedNews, 2006) Zrak má zásadní úlohu při celkové orientaci v prostoru a především při předvídání změn působení zevních sil a při pohybu. Poskytuje zpětnou vazbu o poloze těla v prostoru. Zrak také pomáhá kontrolovat polohu a postavení hlavy a uplatňuje se i v klidném stoji, kdy při zavření očí roste variabilita (Houglum, 2005; Vařeka, 2002). Primárně se zrak uplatňuje při plánování pohybu a vyhýbání se překážkám v prostoru (Winter, 1995). Dle Véleho (2006) zrak výrazně ovlivňuje stabilizační proces. Očima fixujeme pevné body zevního prostředí a získáváme tak posturální jistotu, stejně tak i nejistotu např. při chůzi po úzké stezce nad propastí. Patrná je i účast exterocepce, kdy informace z Ruffiniho a Maissnerových tělísek slouží k identifikaci míst s různým zatížením (Vařeka, 2002). 16

Změna polohy segmentu nebo celého těla vyvolá specifické pohybové reakce lokální nebo celého osového orgánu a končetin ve smyslu korekce polohy nebo zaujetí nové polohy. Hodnocení těchto posturálních reakcí nám poskytuje informace o funkci posturálního systému a tudíž diagnostiku jeho poruch. Proprioceptivní aferentace daná polohou těla a jeho segmentů vede tok informací vstupující do CNS, čehož lze využít k cílenému terapeutickému zásahu do řídící funkce CNS (Véle, 2006). Informace přicházejí do CNS z receptorů podávajících zprávy z vnějšího i vnitřního prostředí, které se porovnávají s informacemi obsaženými v paměti a používají se k řízení stabilizace (Véle, 2006). 2.4.2 Řídící složka zajištění posturální stability Strategii a taktiku zajištění posturální stability lze rozdělit na statickou a dynamickou. Statickou strategii představují např. rovnovážné reakce, kterými se řídicí systém snaží udržet posturální stabilitu v rámci nezměněné plochy kontaktu. Při dynamické strategii dochází k částečnému přemístění plochy kontaktu, např. úkrokem, chycením se pevné opory apod. (Vařeka, 2002). Pokud ani dynamická reakce není dostatečná ke zvládnutí situace, systém přechází na program preventivního řízeného pádu. K němu patří např. pohyby horních končetin ve směru pádu, které mají zmírnit dopad a chránit hlavu a obličej. Podmínkou uplatnění programu řízeného pádu je dobrá pohybová koordinace, kterou mají výbornou např. sportovci. Naopak člověk, který svému pohybovému systému příliš nevěří, často volí řízený pád i v situacích, které jiní ještě balančně zvládají. Jde o racionální obranu proti té nejhorší alternativě, kterou je neřízený pád (Vařeka, 2002). Jak uvádí Véle (2006) nepředvídaná změna prostředí působí na pohybový systém rušivě a její možný nebezpečný důsledek je omezován reflexní činností míšního servomechanismu, který slouží k zabránění instability a tím i pádu. Reflexní mechanismus tak působí jako rychlý nouzový zákrok při selhání předem programovaného mechanismu. 2.4.3 Výkonná složka zajištění posturální stability Statické strategie využívají hlavně hlezenní a kyčelní mechanismus. Dynamické strategie využívají mechanismus úkroku, uchopení pevné opory v okolí a další způsoby zvětšení opěrné báze (Duncan, Studenski, Chandler, Bloomfeld, & LaPointe, 1990; Vařeka, 2002; Horak, 2006). 17

Při stoji snožném jsou v rámci statické strategie používány hlavně hlezenní mechanismus v předozadním směru a kyčelní mechanismus v laterolaterálním směru (Vařeka, 2002). Dle Wintera (1995) se v předozadním směru uplatňují obě dvě strategie. Hlezenní mechanismus převládá v klidném stoji a během malých výchylek, kdy plantární a dorsální flexory v oblasti kotníku kontrolují výchylky těla fungující jako obrácené kyvadlo. V situacích, kde jsou zapotřebí větší výchylky těla, rychlá změna těžiště nebo kdy hlezenní svaly nemohou zajistit posturální stabilitu, nastupuje kyčelní strategie a pomocí flexe v kyčli přesouvá těžiště posteriorně nebo extenzí v kyčli přesouvá těžiště anteriorně (Duncan et al., 1990; Horak, 2006; Winter, 1995). Je známo, že stranová stabilita stoje je podstatně lepší než předozadní stabilita, což je dáno tím, že anatomicky daná volnost pohybu dolních končetin je do stran více omezena než ve směru předozadním. Velká volnost pohybu a naopak malá stabilita v rovině sagitální souvisí s faktem, že převážně v této rovině probíhá přirozená lokomoce (Vařeka, 2002). Véle (2006) uvádí jako příklad jízdu v dopravním prostředku vestoje. Stojící jedinec se obvykle staví čelem kolmo ke směru jízdy vzhledem k lepší stranové stabilitě. Mechanismus úkroku k udržení rovnováhy je běžně využíván především v průběhu chůze a v situacích, kdy není nutné udržet chodidlo na stejném místě (Horak, 2006). 2.4.4 Ontogenetické hledisko posturální stabilizace V průběhu posturální ontogeneze uzrává držení páteře, resp. její stabilizace, která prostřednictvím vnitřních sil (svalové aktivity) podmiňuje anatomický vývoj páteře. Nezralá kyfotická páteř se formuje do budoucí lordoticko-kyfotické křivky. Podobně se vyvíjí i všechny další anatomické struktury- sklon pánve, torze femurů, kolodiafyzární úhel, tvar hrudníku apod. Za fyziologické situace ve čtyřech měsících života uzrává rovnovážná souhra mezi extenzory páteře a flekční synergií stabilizující páteř. Tato souhra je základním vzorem umožňujícím lokomoci, tj. nákročnou a opěrnou funkci končetin (Kolář, 2006). Během zrání CNS vznikají svalové souhry, které mají formativní vliv na morfologický vývoj páteře a dalších anatomických struktur a již v počátku života tak ovlivňují vývoj lokálních, regionálních a funkčně souvisejících globálních biomechanických parametrů (Kolář, 2006). 18

2.4.5 Vliv psychiky na posturální stabilitu Psychika má výrazný vliv na držení těla a ovlivňuje i proces volby vhodného programu k udržení či obnovení posturální stability. Určitá míra soustředění stabilitu zlepšuje, avšak nadměrná psychická tenze je kontraproduktivní. Strach z nezvládnutí situace vede k nadměrnému svalovému napětí, což ruší potřebnou koordinaci (Vařeka, 2002). 2.4.6 Některé klinické testy posturální stability Primárním účelem hodnocení posturální stability je: 1) identifikovat přítomnost či nepřítomnost posturální instability, zejména v predikci rizika pádu a stanovit potřebu možné léčby, 2) určit příčinu posturální instability za účelem nasazení efektivní léčby (Horak, 1997). Jak uvádí Gúth a kol. (1995) před samotným vyšetřením posturální stability je vhodné nejprve provést vyšetření vzpřímeného stoje a zhodnocení postury pacienta aspekcí. Vhodným doplňkem vyšetření je stoj na dvou vahách. Vyšetření začínáme volným bipedním stojem a postupně zvyšujeme nároky na udržení vzpřímeného stoje a tedy i na posturální stabilitu zmenšováním opěrné báze. Horak (1997) předkládá 3 metodické přístupy k hodnocení posturální stability: 1. funkční přístup hodnocení mobility a stability ve smyslu posturální jistoty při provádění běžných denních činností a rizika pádů v reálném prostředí (klinické hodnocení rovnováhy dle Tinettiové, Bergové apod.) 2. klinický přístup klinické hodnocení posturálního deficitu (statické testy - viz níže) 3. experimentální přístup využití biomechanických metod jako hodnocení na silových plošinách, detekce mechanismů posturální kontroly, reakce při různých posturálních podmínkách 2.4.6.1 Statické testy volný bipední stoj Rombergův test tandemový Rombergův test stoj na špičkách stoj na patách stoj na jedné dolní končetině (Gúth a kol., 1995; Vařeka, 2002). 19

Stabilita při volném bipedním stoji by se neměla výrazněji změnit při vyřazení zrakové kontroly. Při průběžně korigované stabilizaci provázené pocitem jistoty stoje nelze téměř pozorovat kolísání stoje a tento nález znamená dobrou stabilizační funkci ve všech směrech. Objeví-li se při vyřazení zraku titubace provázené zvýšenou hrou šlach nebo rozšířením opěrné báze, je to známka zhoršené stabilizace stoje (Véle, 2006). Rombergův test je odstupňován na tři části s postupným zvyšováním náročnosti na udržení rovnováhy. Stoj I. je stoj se vzdáleností chodidel od sebe na vzdálenost šířky ramen nebo jedné stopy, stoj II. je stoj spojný a stoj III. (označuje se jako Rombergův stoj) je stoj spojný se zavřenýma očima. Nejnáročnější zkouškou je stoj na jedné dolní končetině se zavřenýma očima. Hodnotí se stabilita vyšetřovaného jednak podle hry šlach extenzorů na přechodu bérce a chodidla a jednak podle míry oscilací trupu během trvání zkoušky (Opavský, 2003). Vyšetření stoje na jedné dolní končetině je nutné, protože tento stoj se normálně vyskytuje při chůzi ve švihové fázi kroku. Dospělý necvičený jedinec by měl udržet stoj na jedné dolní končetině se zrakovou kontrolou přibližně 10 sekund. S přibývajícím věkem se tento čas zkracuje. Stabilní stoj na jedné dolní končetině je možný přibližně až od třetího roku věku, kdy je již zaručena posturální stabilita při chůzi a tím její bezpečnost a jistota (Véle, 2006). Rombergův stoj se běžně užívá ke stanovení vlivu zrakové složky na posturální stabilitu. Čím vyšší je hodnota kvocientu, tím menší je vliv zraku na posturální stabilitu. Kvocient vlastně odráží schopnost řídicího systému vyrovnat a kompenzovat zbavení zrakové složky (Amblard et al., 1988). 2.4.6.2 Dynamické testy vyšetření chůze a jejích modifikací maximální volné výchylky bez změny plochy kontaktu člunkový běh skok na jedné dolní končetině (horizontálně/vertikálně) skok sounož vertikálně (Vařeka, 2002) funkční testy (Horak, 1997). Při vyšetření chůze se hodnotí nejen jistota chůze, styl, harmonie chůze, stranové deviace směru chůze, vliv zrakové kontroly, ale i její jednotlivé složky, jako je délka kroku, 20

kadence, pravidelnost rytmu kroků, šířka opěrné báze, odvíjení a úhel nohou, dopad švihové nohy, přenášení váhy (Véle, 2006). Mezi tři základní modifikace chůze patří chůze normální při otevřených a zavřených očích, kdy kontrolujeme odvíjení nohou, koordinaci, rytmus, synkineze a stranové odchylky. Druhou modifikací je chůze o zúžené bázi po špičkách a po patách, která testuje schopnost plantární a dorzální flexe, musculus triceps surae a musculi peronei. Třetí modifikací je chůze v podřepu, která testuje funkci stehenních a gluteálních svalů a do jisté míry nahrazuje chůzi do schodů (Véle, 2006). Funkční hodnocení stability je důležité pro identifikaci funkčních limitů v běžných denních činnostech a pomáhá sledovat pokroky v průběhu terapie (Horak, 1997). Mezi neznámější funkční testy patří hodnocení rovnováhy a chůze podle Tinettiové, Berg Balance Scale, Dynamic Gait index, Functional Reach test, Step test, test Up and Go a další (Huxham, Goldie, & Patla, 2001). 2.4.6.3 Laboratorní testy Biodex Stability System posturografie (kinetická analýza) Biodex Stability System (Obrázek 2) používá kruhovou labilní plošinu s volností pohybu současně v anteroposteriorním i mediolaterálním směru. Navíc je možné nastavit tíži instability plošiny pomocí nastavení různé velikosti odporu do zvolených směrů (Arnold & Schmitz, 1998). Tato plošina obsahuje také LCD obrazovku, která poskytuje vizuální zpětnou vazbu pohybů plošiny (Palm, Strobel, Achatz, von Luebken, & Friemert, 2009). Obrázek 2. Biodex Stability System (Palm et al., 2009, 329) 21

Posturografie se používá ke zjištění funkce rovnováhy a k určení stavu vestibulárních reflexů. Vyšetření se provádí na statické nebo pohyblivé balanční plošině, která se buď pohybuje dle zadaného programu (dynamická počítačová posturografie) nebo měří staticky rozložení váhy pomocí několika snímačů tlaku. S pomocí přerozdělení svalového tonu se pacient snaží udržovat rovnováhu. Test má několik stupňů složitosti. Tato metodika umožňuje zkoumat součinnost zrakové, vestibulární a svalové soustavy při zajišťování rovnováhy a provádět rehabilitaci podle speciálních programů zohledňujících individuální zvláštnosti, charakter a stupeň rozvoje onemocnění (MedNews, 2006). Do statické posturografie se řadí silové plošiny. Silové plošiny využívají pro analýzu pohybu měření reakční síly, která vzniká při kontaktu těla s povrchem plošiny. Výsledná reakční síla je rozložena na 3 základní složky ve směru anteroposteriorním, mediolaterálním a vertikálním. Tento rozklad umožňuje popsat prostorově pohyb z hlediska působící síly. Dalším důležitým parametrem je velikost silových momentů jednotlivých složek reakční síly (Janura, n.d.). Pro posouzení posturální stability pomocí silových plošin se užívá analýza trajektorie váženého průměru tlakových sil, které působí při kontaktu těla s podložkou COP (centre of pressure). Člověk reaguje na měnící se podmínky titubacemi těla, které se promítají do kontaktní polohy (Janura, n.d.; Le Clair & Riach, 1996). Dynamická posturografie se stala důležitým prostředkem pro vyhodnocení a porozumění rovnováhy stoje v klinických podmínkách. Klíčovým testem je SOT test (the Sensory Organization Test) (Obrázek 3), který poskytuje informace o zrakové, proprioceptivní a vestibulární komponentě rovnováhy, které vedou k výslednému měření zvanému ekvilibrium skóre (ES), které odráží celkovou koordinaci těchto systémů k zajištění posturální stability ve stoji (Chaudhry et al., 2004). SOT test zahrnuje 6 úkolů prováděných ve třech 20-ti vteřinových zkouškách. 6 podmínek je tvořeno: 1) oči otevřené, stabilní povrch, 2) oči zavřené, stabilní povrch, 3) oči otevřené, anteroposteriorní posun vnímaného (sledovaného) prostředí, stabilní povrch, 4) oči otevřené, anteroposteriorní posun základny stoje, 5) oči zavřené, anteroposteriorní posun základny stoje, 6) oči otevřené, anteroposteriorní posun vnímaného (sledovaného) prostředí, a anteroposteriorní posun základny stoje. Anteroposteriorní pohyby plošiny a/nebo zrakového prostředí se objevují jako odpověď na pacientovy výchylky COP (Broglio, Sosnoff, Rosengren, & McShane, 2009). Protože ekvilibrium skóre založené na SOT testu nebere v úvahu některé klíčové biomechanické aspekty posturální stability, Chaudhry et al. (2004) navrhují jiné hodnocení 22

posturální stability a to pomocí indexu posturální stability, který zahrnuje také individuální antropometrická data. Obrázek 3. SOT Test (Broglio et al., 2009, 146). 2.4.7 Pojmy související s posturální stabilitou Opěrná plocha (Area of Support, AS) je část podložky, která je v kontaktu s tělem. Nemusí však jít o přímý kontakt, protože mezi pevnou podložkou a povrchem těla se může nacházet např. část oděvu (Vařeka, 2002). Opěrná báze (Base of Support, BS) je plocha ohraničená nejvzdálenějšími hranicemi AS, takže opěrná báze může být (a obvykle bývá) větší než opěrná plocha. BS leží v rovině kolmé na výslednici uvažovaných zevních sil, nemusí být tedy nutně horizontální. Změny BS mají prostřednictvím propriocepce a exterocepce značný vliv na řízení posturální stability a odráží se v chování celého posturálního systému (Vařeka, 2002). Při stoji na jedné dolní končetině BS odpovídá přibližně AS nebo je mírně větší, podobně je tomu tak při stoji stojném. Při stoji rozkročném se BS zvětšuje při nezměněné AS, při vzporu ležmo ( klik ) je rozdíl maximální (Vařeka, 2002). Základní podmínkou stability ve statické poloze je, že těžiště se musí v každém okamžiku promítat do opěrné báze, avšak nemusí se promítat do opěrné plochy. Do opěrné báze se tak musí promítat vektor tíhové síly, který však nemusí směřovat do opěrné plochy. Stabilita je přímo úměrná velikosti plochy opěrné báze a hmotnosti a nepřímo úměrná výšce 23

těžiště nad opěrnou bází, vzdálenosti mezi průmětem těžiště do opěrné báze a středem opěrné báze a sklonu opěrné plochy k horizontální rovině (Vařeka & Dvořák, 1999). COM (Centre of Mass, těžiště) je hypotetický bod, do kterého je soustředěna hmotnost celého těla v globálním vztažném systému (Vařeka, 2002). COM je vážený průměr COM každého segmentu těla v 3D prostoru (Winter, 1995). COG (Centre of Gravity) je průmět společného těžiště těla do roviny opěrné báze. Ve statické poloze (sed, stoj apod.) se COG musí vždy nacházet v opěrné bázi (Vařeka, 2002; Winter, 1995). V anatomické pozici se COG nachází přibližně v oblasti úrovně obratle S2, přičemž u mužů se nachází o něco výše než u žen. Liší se u jednotlivců vzhledem k individuálním tvarovým rozdílům. Odlišná situace je také u dětí, neboť jejich distribuce váhy je rozdílná, než je tomu u dospělých. Čím níže je COG, tím stabilnější pozice (Houglum, 2005). COP (Centre of Pressure) je působiště vektoru reakční síly podložky. Jeho polohu lze vypočítat z hodnot reakční síly naměřených v rozích tensometrické plošiny. COP je shodné s COG pouze v případě dokonale tuhého tělesa, čímž lidské tělo tvořené řadou segmentů rozhodně není. Poloha COP je ovlivněna jak polohou těžiště, tak např. aktivitou svalstva bérců. Zvýšená aktivita plantárních flexorů posunuje COP dopředu, zvýšená aktivita invertorů nohy je posunuje laterálně. Vždy je však tato svalová aktivita řízena činností CNS tak, aby těžnice procházela BS a COG zůstávalo v BS (Vařeka, 2002). COP představuje vážený průměr všech tlaků nad povrchem plochy v kontaktu se zemí. COP je totálně nezávislé na COM. Při stoji na jedné dolní končetině leží COP uvnitř této plochy chodidla, při bipedním stoji se COP nachází mezi oběma chodidly. U poruch rovnováhy se magnituda výchylek COP výrazně zvyšuje (Winter, 1995). 2.5 Motorické učení Člověk je schopen si osvojit novou motorickou dovednost za několik minut až hodin. S dostatečným procvičováním je pak motorická dovednost udržována po celý život (Grafton, Salidis, & Willingham, 2001). Krakauer (2006) definuje motorické učení jako nepřesně ohraničenou kategorii, která zahrnuje získávání dovedností, motorickou adaptaci a uskutečňování rozhodnutí, tzn. schopnost vybrat správný pohybový vzor vhodný pro konkrétní situaci. Motorická dovednost je schopnost plánovat a vykonat cílený pohyb. Během motorického učení lze získávání 24

motorické dovednosti chápat jako na procvičování závislou redukci pohybových chyb, detekovaných především zrakovými a proprioceptivními vjemy. Charakteristické je pro motorické učení zvyšování prostorové a časové přesnosti pohybů a redukce pozornosti k vykonávané aktivitě s postupujícím procvičováním (Filipi et al., 2010). Stupeň kvality prováděného pohybu je tedy závislý na množství procvičování (Krakauer, 2006). Během časných fází motorického učení, jsou pohyby neobratné, vysoce závislé na zpětnovazebné kontrole a vyžadující velké nároky na pozornost (Atkeson, 1989; Halsband & Lange, 2006). S následným procvičováním se zvyšuje přesnost, preciznost a rychlost prováděných pohybů, zatímco feedback mechanismy se stávají méně důležité (Halsband & Lange, 2006). Rozlišujeme 2 formy motorického učení, explicitní a implicitní. Explicitní učení zahrnuje vědomé využití předchozí zkušenosti. Implicitní učení je podvědomé, mimovolní. Při implicitním učení si neuvědomujeme, že se něco učíme (Halsband & Lange, 2006; Klenerová & Hynie, 2010; Rusina, 2004). 2.5.1 Stupně motorického učení Motorické dovednosti se rozvíjejí od absolutní explicitní kontroly v raných stupních učení k více implicitní a automatické kontrole v pozdější fázi učení. Motorické učení se sestává ze tří fází: 1. Počáteční fáze: pomalé provádění pohybu pod výraznou senzorickou kontrolou, nepravidelný tvar pohybu, různá délka trvání pohybové aktivity. 2. Středně pokročilá fáze: postupné učení senzomotorické mapy, zvyšování rychlosti provedení pohybu. 3. Pokročilá fáze: rychlé, automatické a obratné provádění pohybu, izochronní pohyby, celoplošná senzorická kontrola (Halsband & Lange, 2006). Během počáteční fáze motorického učení metodou pokus-omyl, se člověk snaží nalézt správný způsob provedení pohybu. Klíčovým požadavkem této fáze je nová organizace vnímaných senzorických vjemů spolu s korektními motorickými povely. Z tohoto důvodu je nutné výrazné věnování pozornosti senzorickým vjemům, na jejichž základě je rozhodnuto jaký pohyb bude následovat a pokud je zprostředkována zpětná vazba, musejí také uložit vnímanou odpověď do paměti. Proto založení jakékoli nové senzomotorické asociace, jak je požadováno během učení metodou pokus-omyl, je úzce vázáno na pozornost, rozhodnutí a 25

výběr pohybů, zpracování senzorické zpětné vazby a činnost paměti (Petersen, Corbetta, Miezin, & Shulman, 1994). Jakmile člověk nalezne korektní pohybové vzory, je vytvořena mapa senzomotorického přenosu. Senzorické stimuly musí být udrženy v hlavní paměti, aby byly převedeny na motorický výstup, provádění pohybu je stále pomalé a neobratné a zpětná vazba a pozornost hrají klíčovou roli (Deiber, Wise, Honda, Catalan, Grafman, & Hallett, 1997). S následným procvičováním se senzomotorické mapy stávají silnější a jsou ukládány do dlouhodobé paměti. Zrakové vjemy jsou převedeny přesně a rychle na precizní motorickou odpověď. Od této chvíle může být pohybová činnost provedena s méně intenzivním zpracováním senzorické zpětné vazby a s vyšší rychlostí. Po dlouhodobém praktikování se pohyby stávají automatické a mohou být prováděny s vysokou rychlostí a přesností, i přesto nevěnuje-li subjekt pohybové aktivitě zvláštní pozornost (Halsband & Lange, 2006). Během časných fází motorického učení metodou pokus-omyl dochází k aktivaci v prefrontálních oblastech, zejména pak v dorzolaterálním prefrontálním kortexu. Úloha těchto oblastí se patrně vztahuje k explicitní pracovní paměti a zakládání nových asociací mezi zrakovými vjemy a motorickými povely. Kromě toho také motoricky přidružené oblasti pravé hemisféry a mozečkové oblasti vykazují silnou aktivaci během počáteční fáze motorického učení. Aktivace v superiorně-posteriorním parietálním kortexu pravděpodobně vzrůstá při vizuospaciálních procesech, zatímco senzorický feedback je programovaný v anteriorně-inferiorním parietálním kortexu a neocerebellu (Halsband & Lange, 2006). S následným procvičováním vykazují zvyšující se aktivitu motoricky přidružené oblasti levé hemisféry. Tento přesun do oblasti levé hemisféry indikuje dominanci této hemisféry při ukládání vizuomotorických dovedností (Halsband & Lange, 2006). 2.5.2 Role zrakové složky v motorickém učení Pro posturální stabilitu je vyžadováno udržení COG v opěrné bázi. Jestliže je jedinci současně poskytnut přesný zrakový obraz jeho momentálního COG, někteří autoři popisují zlepšení motorického výkonu. Sackley a Lincoln (1997) uvádí, že vizuální zpětná vazba váhové distribuce se ukázala jako efektivní metoda ke zlepšení symetrie stoje po cévní mozkové příhodě. Účinek vizuální zpětné vazby je předpokládán v rekalibraci proprioceptivní informace, jejíž vstup může být poškozen jako např. po cévní mozkové příhodě. Teorie založená na této koncepci předpokládá, že zkvalitnění kontroly COG se projeví zlepšením funkce (Moore & Woollacott, 1993). 26

2.6 Senzomotorický systém Vladimír Janda prohlašoval, že senzorický a motorický systém, ač anatomicky oddělené, musí fungovat dohromady jako jeden, tzv. senzomotorický systém. Senzomotorický systém je komplexní; reguluje funkci prostřednictvím lidského těla a je vzájemně propojený. Senzorické informace jsou napojeny na motorickou odpověď prostřednictvím CNS (centrální nervový systém) a PNS (periferní nervový systém). Toto vytváří jakýsi smyčkový systém, ve kterém aferentní informace z vnějšího prostředí jsou zpracovány v CNS, který poté pošle eferentní informace zpět motorickému systému. Následná motorická aktivita tak poskytuje větší aferentní zpětnou vazbu k pokračování cyklu (Obrázek 4). Vzhledem k tomuto vzájemnému propojení, jakékoli změny v senzomotorickém systému jsou reflektovány jinde v tomto systému (Page, Frank, & Lardner, 2010). Senzorické aferentace Centrální nervový systém eferentace Motorická informace zpracování odpověď Poloha kloubů a pohybový smysl Obrázek 4. Senzomotorický systém (Page et al., 2010, 13). Panjabi (1992a) popsal model spinální stabilizace podobný Jandové filozofii. Jeho model se skládal ze tří subsystémů: skeletální subsystém, svalový subsystém a centrální nervový systém. Dysfunkce v jakékoli komponentě subsystému může vést k jedné z těchto tří situací: 1. úspěšná kompenzace jiným systémem - normalizace funkce, 2. dlouhodobá adaptace jednoho nebo více subsystémů s normalizací funkce, ale změnou ve stabilizačním systému, 3. postižení jedné nebo více komponent některého ze subsystémů - patologická adaptace. Situaci 1. lze vysvětlit např. jako vznik reflexní změny ve svalu, která je natolik nevýznamná, že vlivem autoreparačních schopností organismu vymizí. Funkce organismu není dlouhodobě nepříznivě ovlivněna. Jsou-li funkčně vypojeny hluboké lokální 27

stabilizátory, např. vlivem nocicepce, stabilizační funkce se dostává pod kontrolu globálních svalů. Tomu odpovídá situace 2. Situace 3. pak představuje vyčerpání kompenzačních mechanismů organismu zajišťujících určitou kvalitu pohybového projevu již s přímými důsledky pro organismus (Suchomel, 2004). Dle Riemana a Lepharta (2002a) termín senzomotorický systém popisuje senzorickou, motorickou a centrální integraci a zpracování komponent účastnících se na udržování kloubní homeostázy během tělesného pohybu (funkční kloubní stabilita). Tyto komponenty způsobující funkční kloubní stabilitu musí být flexibilní a adaptabilní, protože požadované úrovně se liší u různých osob a úkolů. Proces zachování funkční kloubní stability je funkční prostřednictvím doplňujícího se vztahu mezi statickými a dynamickými komponentami. Ligamenta, kloubní pouzdra, chrupavky, a kostní struktury včetně kloubních spojení představují statické (pasivní) komponenty. Dynamické komponenty jsou tvořeny mechanismy předvídání (feedforward) a detekce (feedback) prostřednictvím kosterních svalů přecházejících přes kloubní spojení. Základem efektivnosti dynamické kontroly jsou biomechanické a fyzikální vlastnosti kloubu jako je rozsah pohybu, svalová síla a vytrvalost. Feedback mechanismus je stimulace správných reakcí v odpovídajícím systému po detekci senzorického vjemu. Naopak feedforward mechanismus je popisován jako anticipační nastavení probíhající před senzorickou detekcí narušení homeostázy. Zahájená feedback reakce je převážně formovaná předchozí zkušeností s detekovaným vjemem. Somatosenzorické, vizuální a vestibulární vjemy poskytují informace nezbytné pro obě formy motorické kontroly, nicméně způsoby zpracování informací se liší. Feedback zpětnovazebná kontrola je charakterizována neustálým zpracováváním aferentních informací, poskytující reakční kontrolu. Zatímco aferentní informace během feedforward kontroly jsou zpracovávány přerušovaně, dokud není zahájena feedback kontrola. Senzomotorikou je označován souhrn informací významných pro hybnost, jejich zpracování a integrace v CNS až po výstup projevující se svalovou činností (Trojan a kol., 1996). 28

Mozková kůra Mozeček Mozkový kmen Zrakový systém Vestibulární systém Páteřní mícha Somatosenzorický systém extrafuzální sval. vlákna kožní receptory receptory ve svalech intrafuzální sval. vlákna kloubní receptory svalové vřeténko Obrázek 5. Senzomotorický systém (Rieman & Lephart, 2002a, 72) Senzomotorický systém představuje aferentní, eferentní i centrální integraci a udržuje funkční kloubní stabilitu. Ačkoli zde participuje také zrakový a vestibulární systém, periferní mechanoceptory jsou považovány za nejdůležitější z klinicko-ortopedického hlediska. Periferní mechanoceptory (Obrázek 5 vlevo dole) se nacházejí v kožní, svalové, kloubní a ligamentózní tkáni. Aferentní dráhy (přerušované linky) vedou informace do tří úrovní motorické kontroly a přidružených oblastí jako je mozeček. Aktivace motorických neuronů se může vyskytovat v přímé odpovědi na periferní senzorickou informaci (reflexy) nebo jako odpověď na požadavky z vyšších center, z nichž oboje mohou být modulovány či regulovány přidruženými oblastmi (červené linky). Eferentní dráhy z každé úrovně motorické kontroly (plné linky) se sbíhají k alfa- a gama-motoneuronům v předních rozích míšních. Kontrakce extrafuzálních a intrafuzálních vláken způsobí nové stimuly jdoucí k periferním mechanoceptorům (Rieman & Lephart, 2002a). 2.6.1 Propriocepce a neuromuskulární kontrola Rozlišujeme 3 kvality propriocepce: 1. Polohový smysl (statestézie) informuje o vzájemné poloze částí těla a postavení kloubů 2. Pohybový smysl (kinestézie) kóduje jejich pohyby a rozsah a rychlost pohybu v kloubech 29

3. Silový smysl umožní odhad svalové síly a odporu během konaného pohybu (Trojan a kol., 1996). Podle Riemana a Lepharta (in Sherrington, 1906) v Sherringtonově původním popisu proprioceptivního systému propriocepce odkazovala na aferentní informace přicházející z proprioceptorů umístěných v proprioceptivním poli. Proprioceptivní pole bylo specificky definováno jako oblast lidského těla, chráněná před zevním prostředím povrchovými buňkami, které obsahují receptory specificky adaptované na změny probíhající uvnitř organismu, nezávisle na zažívacím traktu a vnitřních orgánech. Sherrington popisoval význam propriocepce jako regulace celkové postury (posturální stability), segmentální postury (kloubní stabilita), stejně jako iniciace řady vědomých periferních smyslů ( svalový smysl ). Propriocepce je významnou složkou senzorické aference a má velký vliv na průběh a řízení motoriky. Důležitost senzorické aference vystihuje pojem senzomotorika, kde pojem senzoria je na prvním místě, aby zdůraznil význam vstupní senzorické informace na vznik a průběh pohybu. Senzomotorická stimulace zdůrazňuje jednotu senzorických (aferentních) a motorických (eferentních) struktur (Pavlů & Novosádová, 2001). V propriocepci kolenního kloubu má významnou úlohu přední zkřížený vaz. Bylo prokázáno, že 1-2 % tohoto vazu tvoří elementy jako Pacciniho, Ruffiniho a Golgiho tělíska a volná nervová zakončení. Tyto receptory jsou nejen ve vazu samotném, ale také v oblasti jeho femorálního a tibiálního úponu a synoviální vrstvě, která tento vaz zahaluje. Dříve byla ligamenta považována pouze za pasivní stabilizátory kolenního kloubu, dnes je naopak zřejmé, že ligamenta představují kromě své mechanické funkce také důležitý senzorický aparát. Přední zkřížený vaz společně s kloubním pouzdrem představují ve vzájemné koordinaci mezi vazivovým a svalovým aparátem první článek poskytující bohatou vstupní aferenci. Přední zkřížený vaz tak spolu s dalšími anatomickými strukturami kolenního kloubu hraje významnou roli v proprioceptivním zpětnovazebním mechanismu zajišťujícím stabilitu a dynamickou rovnováhu kolenního kloubu. Při traumatickém poškození nebo operační rekonstrukci předního zkříženého vazu nedochází pouze ke ztrátě aferentních podnětů z tohoto vazu, ale i ke změně aferentní informace z neporušených struktur kloubu (Pavlů & Novosádová, 2001). Termín neuromuskulární kontrola je hojně užívaný v mnoha oblastech vztahujících se k motorické kontrole. Může poukazovat na jakékoli aspekty obklopující systém nervové kontroly svalové aktivace a faktorů vztahujících se k provedení úkolů. Specificky, z pohledu kloubní stability, je neuromuskulární kontrola definována jako nevědomá aktivace 30

dynamických omezení objevujících se v přípravě a jako reakce na pohyb v kloubu a zatížení s účelem dosažení a obnovení funkční kloubní stability. Proprioceptivní informace informující o stavu kloubu a přilehlých struktur jsou zásadní pro neuromuskulární kontrolu (Rieman & Lephart, 2002a). Během cílených pohybových úkolů jako je např. zvednutí břemene během chůze, musí být provedena určitá opatření, aby mohlo dojít k adaptaci motorického programu chůze na měnící se podmínky zevního prostředí (nerovný povrch) a vnitřního prostředí (změna COM vzhledem k nově přidané zátěži). Tato opatření jsou stimulována senzorickými spouštěči jak ve feedback mechanismu (mechanoceptory detekující změněný povrch), tak ve feedforward mechanismu (anticipace změny COM z předchozí zkušenosti) (Rieman & Lephart, 2002b). 2.6.1.1 Proprioceptivní reflexy Nejvýznamnějšími proprioceptory jsou svalové vřeténko a šlachové tělísko. 2.6.1.1.1 Svalové vřeténko Svalová vřeténka jsou receptory citlivá na protažení, která zásobují nervový systém informacemi o délce svalu a rychlosti kontrakce přispívající tak ke schopnosti jedince uvědomit si pohyb v kloubu (kinestézie) a polohu kloubu (statestézie). Souhrnně tyto funkce jsou označovány jako propriocepce a z toho vyplývá, že svalová vřeténka hrají důležitou roli v zajišťování aferentní zpětné vazby, která informuje o reflexivních a volních pohybech (Shaffer & Harrison, 2007). Svalová vřeténka jsou několik milimetrů velké útvary uložené při přechodu šlachy do svalu. Jsou oddělena jemným vazivovým pouzdrem od okolního vaziva ve svalu. Vřeténko se skládá z 6-8 jemných svalových vláken, která jsou 2-10 mm dlouhá, a označují se jako vlákna intrafuzální. Na obou polárních koncích je vřeténko připojeno šlašinkami na perimysium vláken kosterního svalu, která se nazývají extrafuzální a oba typy svalových vláken jsou tak uspořádány paralelně (Dylevský, 2009; Rokyta a kol., 2000; Trojan a kol., 1996). Na zevním obvodu intrafuzálních vláken se nachází motorické ploténky gamamotoneuronů. Končí zde tedy motorická inervace uskutečňovaná vlákny typu Aγ z retikulární formace mozkového kmene (Rokyta a kol., 2000). Intrafuzální vlákna tedy mají samostatnou motorickou inervaci. Existují 2 typy intrafuzálních vláken, nuclear bag fibres a nuclear chain fibres. 1. Vlákna silná, dlouhá, s nukleárním vakem obsahujícím velké množství jader, tzv. vlákna s vakem I. typu (nuclear bag1), která reagují dynamicky na rychlost protažení a rychle 31

se adaptují (tzv. D-regulátory) a vlákna tenčí s vakem II. typu (nuclear bag2) s menším množstvím jader, která reagují spíše staticky, tonicky a jejich adaptace je pomalejší (tzv. PDregulátory). 2. Vlákna řetězovitě uspořádaná (nuclear chain), která reagují tonicky a pomalu se adaptují (tzv. P-regulátory) (Trojan a kol., 1996). Ve svalových vřeténkách začínají dva typy aferentních, senzitivních nervových vláken, která se liší rychlostí vedení a způsobem zakončení. Jádra v centrální oblasti intrafuzálních vláken jsou obtočena zakončeními silných aferentních nervových myelinizovaných nejrychleji vedoucích tzv. anulospirálních vláken typu Ia. Toto zakončení se označuje jako primární. Směrem k periferii intrafuzálního vlákna jsou keříčkovitá zakončení sekundárních pomaleji vedoucích aferentních vláken typu II. Primární Ia nervové zakončení může být podrážděno jak nuclear bag intrafusálními vlákny, tak i nuclear chain vlákny. Naopak sekundární II zakončení je obvykle podrážděno pouze nuclear chain vlákny (Trojan, Druga, Pfeiffer, & Votava, 2001; Trojan a kol., 1996). Obojí jdou jako aferentní vlákna míšního nervu do páteřního kanálu a zadními míšními kořeny vstupují do míchy. Těla těchto neuronů jsou uložena ve spinálních gangliích. V míše jdou tato vlákna buď přímo na alfamotoneurony předních rohů, a představují tak monosynaptické spojení, nebo se na motoneurony antagonistických svalů zapojují prostřednictvím vsunutých interneuronů (Dylevský, 2009). Při změnách délky svalu se objevují rozdíly mezi oběma typy vláken. Při natažení svalu je frekvence potenciálů ve vláknech typu Ia mnohem vyšší než ve vláknech typu II. Při zkrácení svalu je frekvence ve vláknech typu Ia naopak nulová, zatímco ve vláknech typu II přetrvává nízká frekvence akčních potenciálů. Změny ve frekvenci akčních potenciálů u vláken typu Ia tedy lépe odrážejí změnu délky svalu a rychlost, s jakou se délka mění vlákna Ia signalizují dynamické změny délky svalu (dynamická senzitivita). Vlákna typu II prakticky postrádají dynamickou senzitivitu a přinášejí informace o statické délce svalu (Trojan et al., 2001). 32

Obrázek 6. Schéma uspořádání a zapojení svalového vřeténka (Trojan et al., 2001, 34) Obrázek 7. Detail střední části intrafuzálních vláken svalového vřeténka (Trojan et al., 2001, 34) a forma vaku (nuclear bag) b forma řetězce (nuclear chain) 1 gama motoneurony 2 senzitivní vlákna typu Ia 3 senzitivní vlákna typu II 33

Obrázek 8. Aferentní vlákna z proprioceptorů (Trojan et al., 2001, 34) Při protažení svalu dochází k podráždění svalového vřeténka. Čím více je sval protažen, tím je ve svalových vřeténkách větší podráždění. Vřeténka informují CNS jak o rychlých (fázických) změnách délky svalu při pohybu, tak i o dlouhodobých (tonických) změnách při udržování určité polohy (Trojan et al., 2001). Jelikož intrafuzální vlákna vřeténka probíhají paralelně s ostatními svalovými vlákny, jsou natahována současně s prodloužením svalu a proud vzruchů zpětnovazebně dráždí alfamotoneurony vyvolávající svalovou kontrakci. K podráždění vřetének dochází i tahem antagonistických svalů a váhou končetin. Vřeténka však přímo neregistrují svalovou kontrakci, je to jakýsi komparátor srovnávající napětí intrafuzálních vláken a vláken svalu. Inervace intrafuzálních vláken gama-motoneurony navozuje jejich kontrakci a určuje tak jejich předpětí (nastavení vřeténka na určité napětí). Svalová vřeténka svým zapojením představují autoregulační systém, jehož gama-oblouk nastavuje citlivost receptoru (Dylevský, 2009). Protažení centrální části svalových vřetének, kde jsou umístěna senzitivní nervová zakončení, může být způsobeno jak natažením celého svalu, tak i kontrakcí intrafuzálních vláken, inervovaných gama-vlákny. Úroveň dráždivosti svalových vřetének je tedy řízena 34

napětím intrafuzálních svalových vláken inervovaných vlákny typu Aγ z gama-motoneuronů předních rohů míšních (Trojan et al., 2001). Toto nastavení přes interneurony významně ovlivňuje retikulární formace mozkového kmene. Tento systém zpětnovazebné inervace je nazýván gama-smyčka (Dylevský, 2009). Když se sval zkracuje, klesá dráždivost svalových vřetének. Gama-systém přitom zajišťuje současné, přiměřené zkrácení intrafuzálních svalových vláken, a tím zachovává dráždivost svalových vřetének při nové výchozí délce svalu (Trojan et al., 2001). Část aferentních vláken přicházejících ze svalových vřetének je napojena také na alfamotoneurony antagonistických svalů, díky čemuž dochází při kontrakci agonistů a synergistů ke ztlumení napětí antagonistů. Bez jejich vypojení by totiž nebylo možné uskutečnit žádný koordinovaný pohyb. Vypojení antagonistů pomocí této reciproční inervace zajištěné především míšními interneurony není ale nikdy úplné. Zbytková neutlumená aktivita je pro funkci pohybového aparátu výhodná v tom, že chrání kloubní pouzdra a vazy před prudkými švihovými pohyby a dovoluje plynule dávkovat rozsah pohybu (Trojan a kol., 1996; Dylevský, 2009). 2.6.1.1.2 Golgiho šlachové tělísko Šlachová tělíska jsou receptory uložené opět v blízkosti spojení šlachy a svalu, tvořena několika svazky kolagenních vláken, která opřádají bohatě rozvětvená aferentní nervová vlákna Ib. Tělísko je obaleno jemným vazivovým pouzdrem (Dylevský, 2009; Trojan a kol., 1996). Aferentní nervová vlákna šlachových tělísek mají buňky (perikarya) ve spinálních gangliích, jejichž axony jdou v míše k interneuronům, prostřednictvím kterých tlumí aktivitu alfa-motoneuronů inervujících kosterní svaly. Primární funkcí šlachového tělíska je signalizace aktivního svalového napětí (napětí vznikající během svalové kontrakce), sekundární signalizace pasivního svalového napětí (během pasivního protažení svalu) (Rieman & Lephart, 2002a). Šlachové tělísko tedy reaguje jak při napětí svalového úponu při natažení svalu, tak při izometrické či izotonické kontrakci statickým typem odpovědi. Informace ze šlachových tělísek působí útlum alfa-motoneuronů svého svalu, a tak chrání sval i šlachu před přetížením. Souhrou činnosti vřetének a tělísek je tak zajištěna dokonalá informace centrálního nervového systému o napětí, stupni kontrakce i zatížení všech míchou inervovaných svalů (Dylevský, 2009; Trojan a kol., 1996). 35

Uvědomování si svalového napětí, polohy končetin a trupu, změny polohy a rychlosti této změny nám umožňuje tzv. hluboký svalový smysl, realizovaný souhrou svalových vřetének, šlachových tělísek, receptorů kloubních pouzder, vazů atd. za současné účasti zraku, sluchu a orgánu rovnováhy (Dylevský, 2009). 2.6.1.1.3 Kloubní receptory V kloubech a jejich přídatném aparátu existují 4 typy receptorů: I typ podobá se Ruffiniho tělískům a jeho aktivita závisí na poloze kloubu a rychlosti pohybu v kloubu. II typ připomíná Vater-Paciniho tělíska a registruje pohyby bez směrové citlivosti III typ je podobný Golgiho tělískům, má pomalou adaptaci a nejasnou funkci IV typ jsou volná nervová zakončení přenášející bolest Kloubní receptory reagují především v extrémních polohách kloubů (Trojan a kol., 1996). 2.6.1.2 Klíčové oblasti propriocepce Z hlediska aferentace hrají vedle kožních receptorů roli pro vzpřímené držení těla a rovnováhu hlavně receptory z oblasti chodidla, pánve a šíje. Tři hlavní klíčové oblasti pro vstup proprioceptivní informace pro udržení postury jsou ploska nohy, SI (sakroiliakální) skloubení a krční páteř (Page et al., 2010). 2.6.1.2.1 Ploska nohy Lidskou nohu a její pružně pérující klenbu lze srovnat s páteří. Je velmi členitá a stabilizace jednotlivých kostí si vyžaduje automatickou svalovou činnost. Páteř jako stožár vyvážený kokontrakcí řetězců dlouhých svalů může svoji úlohu plnit pouze tehdy, jsou-li jednotlivé obratle navzájem zajišťovány krátkými meziobratlovými svaly a mohou-li se vpředu opřít o břišní dutinu, jejíž stěny udržují intraabdominální tlak. Analogická situace nastává u chodidla s členitou klenbou, kde dolní končetina balancuje nad kulatým talem. Dysfunkce chodidla má pak klinicky za následek podobné řetězové reakce jako poruchy stabilizačního systému trupu, projevující se spoušťovými svalovými body- trigger points, TrPs (Lewit & Lepšíková, 2008). Receptory plosky nohy lze facilitovat stimulací kožních receptorů nebo aktivací m. quadratus plantae s vytvořením zvýrazněné klenby nohy, tzv. malé nohy. Vytvoření malé 36

nohy vede ke změně postavení prakticky všech kloubů nohy a změněnému rozložení tlaků v kloubech, což příznivě ovlivňuje proprioceptivní signalizaci. Významnou roli vedle koordinace hraje i rychlost aktivace a svalové kontrakce, která je nutná pro svalovou ochranu kloubů a také v tomto směru může senzomotorická stimulace výrazně přispět (Janda & Vávrová, 1992). 2.6.1.2.2 Sakroiliakální skloubení Propriocepce z oblasti pánve výrazně ovlivňuje svalové napětí a stabilitu těla (Janda & Vávrová, 1992). Sakroiliakální (SI) skloubení pomáhá přenášet síly mezi dolními končetinami a trupem. Bylo prokázáno, že proprioceptivní informace z mechanoceptorů, nacházejících se v SI kloubu, jsou důležité pro udržení vzpřímeného držení těla. Vzhledem k jeho vlivu na propriocepci, posturu a chůzi, je SI kloub častým zdrojem dysfunkce u pacientů s chronickými bolestmi bederní páteře. Přestože SI skloubení samotné je prokazatelně hypomobilní, proprioceptivní dysfunkce může být hlavním faktorem ovlivňujícím vlastní dysfunkci SI kloubu (Vilensky et al., 2002). 2.6.1.2.3 Krční páteř Krátké occipitální svaly jsou považovány za svaly rovnováhy a obsahují čtyřikrát více proprioceptorů než ostatní příčně pruhované svaly (Janda & Vávrová, 1992). Úroveň propriocepce vysílaná z oblasti horní krční páteře (atlantooccipitální skloubení, meziobratlová skloubení C1, C2, C3) převyšuje propriocepci z nižších etáží páteře, úroveň propriocepce meziobratlové artikulace směrem kaudálním postupně klesá (Lewit, 1990). 2.6.2 Metodika senzomotorické stimulace dle Jandy a Vávrové Specifické proprioceptivní cvičení s využitím laserpointeru je modifikací senzomotorické stimulace dle Jandy a Vávrové a zároveň přináší rozšíření možností v oblasti diagnostiky. Pojem a ucelený terapeutický přístup známý pod názvem Metodika senzomotorické stimulace zavedl prof. Janda a kolektiv, který vyšel ze studií Freemanových a prací Herveua a Messeana. Anglický ortoped Freeman zavedl pojem útlum a inkoordinace, kterou vysvětloval na podkladě deaferentace z poraněného kloubu. Využíval balanční cvičení na úseči, z indikací se omezil pouze na poranění hlezenního kloubu. Francouzští fyzioterapeuti 37

Hervéu a Mésséan jeho přístup zdokonalili, avšak hlavními indikacemi zůstaly poruchy v oblasti nohy a kolenního kloubu (Pavlů & Novosádová, 2001). Senzomotorická stimulace vychází z koncepce o dvou stupních motorického učení. První stupeň je charakterizován snahou zvládnout nový pohyb a vytvořit základní funkční spojení. Na tomto procesu se výrazně podílí mozková kůra, a to hlavně oblast parietálního a frontálního laloku, tedy oblast motorická a senzorická. Řízení pohybu na této úrovni je však pomalé a únavné. Proto se po dosažení alespoň základního provedení pohybu centrální nervový systém snaží přesunout řízení pohybu na nižší, podkorová centra. Tento druhý stupeň je rychlejší a méně únavný, avšak tento již jednou zafixovaný stereotyp se jen těžko mění. Pomocí senzomotorické stimulace se tento druhý stupeň motorického učení urychluje (Janda & Vávrová, 1992). Cílem senzomotorické stimulace je dosažení reflexní, automatické aktivace žádaných svalů a to v takovém stupni, aby pohyby nevyžadovaly výraznější kortikální, tj. volní kontrolu (Haladová, 1997). V metodě jde tedy v zásadě o ovlivnění pohybu a vyvolání reflexního svalového stahu v rámci určitého pohybového stereotypu facilitací proprioceptorů, které se výrazně podílejí na řízení stoje a vertikálního držení a jednak na aktivaci spino-cerebello-vestibulárních drah a center, které se podílejí na regulaci stoje a provedení přesně adjustovaného a koordinovaného pohybu (Janda & Vávrová, 1992). Technika senzomotorické stimulace obsahuje soustavu balančních cviků prováděných v různých posturálních polohách. Cviky spočívající ve vychylování podložky či pacienta z rovnovážného postavení ještě účinněji aktivují proprioceptory a výrazně aktivují příslušné nervové dráhy a centra. Jako facilitační manévry se tedy využívají vzpřimovací rovnovážné a obranné reflexy (Haladová, 1997). Cílem senzomotorické stimulace je odstranit a přesunout odpovědnost za řízení pohybu na podkorová centra. Předpokladem pro zautomatizování pohybu je volba vhodných cviků, dostatečné opakování a obměňování cviků, postupné zvyšování náročnosti, případně záměrné odpoutání pozornosti od prováděného pohybu. Fyzioterapeut musí zvolit vhodnou cvičební pomůcku a sestavit cvičební program s přihlédnutím k možnostem a schopnostem nemocného (Haladová, 1997). Pomocí senzomotorické stimulace lze dobře ovlivnit nejčastější pohybové aktivity člověka (sed, stoj, chůze). Cviky prováděné ve vertikále usnadňují rozbití špatných 38

pohybových stereotypů a dosažení rychlé a automatizované aktivace svalů potřebné pro správné držení těla ve stoji, vsedě a pro zlepšení stability a chůze (Janda & Vávrová, 1992). Aby byla zajištěna správná signalizace z periferie, musí cvičení předcházet zásahy normalizující poměry na periferii, tzn. aby všechny tkáně na periferii, tj. kůže, podkoží, vazy, svaly a klouby měly normální funkci. Platí např. neovlivněná jizva tlak porucha cirkulace otok omezení hybnosti bolest = patologická signalizace z periferie. Můžeme použít např. masáž ke zlepšení cirkulace, tlakovou masáž jizvy, zásahy dle sestry Kenny k uvolnění kůže, podkoží a fascií, myofasciální techniky apod. V případě, že se určitý cvik nedaří provést správně nebo se držení nemocného nelepší, případně se i zhorší, je nutné přehodnotit cvičební postup. Znamená to zkontrolovat stav periferních struktur, zařadit lehčí cviky, případně změnit cvičební pomůcku (Janda & Vávrová, 1992). 2.6.2.1 Indikace senzomotorické stimulace nestabilní kotník (po úrazech a operacích) nestabilní koleno (nedostatečný zámek) po úrazech a operacích nedostatečná fixace svalstva pletence pánevního u chronických vertebrogenních algických syndromů posturální vady obecně - hlavně vadné držení těla u dětí a mládeže idiopatická skolióza organické mozečkové a vestibulární poruchy poruchy hlubokého čití (proto je také vhodná pro výcvik stability a prevence pádů u seniorů, u diabetiků) prevence v rámci zdravotní tělesné výchovy (Haladová, 1997; Janda & Vávrová, 1992). 2.6.2.2 Kontraindikace senzomotorické stimulace Kontraindikace v zásadě nejsou, ale technika není vhodná: při akutních bolestivých a zánětlivých stavech u úplné ztráty povrchového i hlubokého čití u onemocnění CNS s projevy zvýšení spasticity (Haladová, 1997; Janda & Vávrová, 1992). 39

2.6.2.3 Zásady při cvičení 1. Postupujeme od distálních částí proximálně. Nejprve korigujeme chodidlo, poté koleno, pánev, hlavu a ramena. 2. Cvičíme na boso. To vede ke snížení nebezpečí úrazu a využití vlivu aferentace z plosky nohy na držení těla. 3. Stálá kontrola postavení chodidel, pánve a hlavy a korekce cvičení fyzioterapeutem. 4. Cvičení nesmí působit bolest a necvičíme přes únavu (nebezpečí patologické signalizace) 5. Počet opakování cviků je 10-20 krát v jedné cvičební lekci, u obtížnějších cviků 5-6 krát, výdrž po dobu 5-10 sekund 6. Náročnost cviků se zvyšuje postupně, vždy až po zvládnutí jednoduššího cviku (Haladová, 1997). 2.6.2.4 Vyšetření pacienta I. Provedeme orientační vyšetření ve stoji aspekcí a palpací. Za důležité považujeme např. plochou nohu, otoky, jizvy, změny v postavení pánve, předsun hlavy atd. Dále zjišťujeme zkrácené svaly, svalovou sílu, blokády apod. (Haladová, 1997). II. Provedeme vyšetření stability vstoje s výdrží 15 20 sekund: a) stoj o zúžené bázi, paty a špičky u sebe, pohled přímo dopředu b) stoj o zúžené bázi se zavřenýma očima (Rombergův stoj) Všímáme si, jak pevně pacient stojí. Sledujeme jak oscilace trupu, tak přenášení váhy v předozadním směru, což se nejvíce projeví na zvýšené hře prstců, které se snaží vyrovnat nestabilitu těžiště. Toto je velmi citlivým příznakem při poruchách aference, spojené s drobnou poruchou jemné regulace hybnosti (např. u poruch čití při postižení kořene L5, S1) (Haladová, 1997). c) stoj na jedné noze, pohled přímo dopředu (jako Trendelenburg Duchenne) Při stoji na jedné noze se hra prstců a oscilace trupu zvyšují, ale po chvíli se opět upravují, což je považováno za výraz regulačních pohybových mechanismů (Haladová, 1997). 40

d) stoj na jedné noze se zavřenýma očima Při zavření očí téměř ihned i při jemných poruchách aference nastupují oscilace trupu a zvýšená hra prstců nebo celé nohy. Nejistota stoje má pak zvyšující tendenci bez následné úpravy (Haladová, 1997). III. Vyšetření chůze: Chůze I vpřed s otevřenýma očima Chůze II vpřed se zavřenýma očima (Haladová, 1997). 2.6.2.5 Malá noha Jde o zkrácení a zúžení chodidla v podélné i příčné ose při natažených prstech. V klinické praxi je potřeba vybrat ty cviky, které považujeme pro svého pacienta za nejdůležitější, nicméně zvládnutí malé nohy je základním předpokladem úspěchu při terapii, má vliv na aferentaci hlavně z plosky nohy, vliv na správné postavení vyšších úseků těla, zlepšení stability a vliv na odpružování chodidla při kroku. U zkorigovaného a správně nastaveného chodidla nejprve dojde k došlápnutí na patu a zevní okraj chodidla, převalení na hlavičku prvního metatarzu a prsty, které dokončují krok. U nezkorigovaného chodidla jakým je např. plochá noha, pacient po došlápnutí na patu došlapuje hned na první metatarzus, je opomíjen dopad na zevní okraj podélné klenby (Janda & Vávrová, 1992). Pacient mírně pokrčí kolena, což brání rekurvaci kolenních kloubů (častá chyba). Vytočí kolena nad zevní hranu chodidel pomocí zevní rotace v kyčelních kloubech a tak dochází k aktivaci m. gluteus maximus, m. vastus medialis a zvedá se podélná klenba nohy. Začíná se s nácvikem vsedě, nejprve jde o pasivní provedení, dále aktivní s dopomocí a nakonec aktivní (Janda & Vávrová, 1992). a) Pasivní provedení (Obrázek 9) Pacient sedí na židli, bérec směřuje svisle k zemi, chodidlo spočívá na zemi se špičkou směřující přímo vpřed. Terapeut jednou rukou fixuje patu a druhou střídavě protahuje a zkracuje chodidlo, tím se snižuje a zvyšuje podélná klenba. Současně stiskem předního paprsku navzájem přibližuje první a pátý metatarz a tím zvyšuje příčnou klenbu (Janda & Vávrová, 1992). b) Aktivní s dopomocí: Pacient zaujímá stejnou polohu jako v předchozím případě. Terapeut jednou rukou vidličkovitým hmatem fixuje patu a druhou rukou metatarzy. Pacient přitlačí plantární plochu 41

natažených prsů k zemi a snaží se zúžit přední část chodidla a přiblížit ji k patě. Tím se zvedá i podélná klenba. Terapeut napomáhá správnému provedení tlakem na prsty a tím zabraňuje nadměrné flexi v IP (interphalageálních) kloubech (Janda & Vávrová, 1992). c) Aktivní provedení (Obrázek 10) Poloha pacienta je stejná jako v předchozích případech. Pacient vědomě formuje malou nohu tak, že zužuje přední část chodidla a přibližuje ji k patě. Dojde tak ke zvětšení příčné i podélné klenby nožní. Pacient si může sám tlačit na koleno směrem k zemi (Janda & Vávrová, 1992). Obrázek 9. Pasivní tvarování malé nohy Obrázek 10. Aktivní provedení malé nohy 42

Mezi časté chyby patří: dovolení flexe prstců zvednutí hlavičky prvního metatarzu od podložky inverze nohy, tj. zvednutí vnitřní hrany nohy Usnadnění lze docílit současným oboustranným nácvikem. Obě nohy se dotýkají, čímž lepší noha usnadňuje pohyb méně trénované končetině (Janda & Vávrová, 1992). 2.6.2.6 Další postup Po zvládnutí nácviku malé nohy vsedě, se postupně přechází do nácviku stoje, poté do nácviku malé nohy v různých typech stoje a poté k rovnovážnému cvičení na balančních plošinách (Janda & Vávrová, 1992). a) Nácvik stoje: Při nácviku stoje jsou chodidla pacienta rovnoběžně mírně od sebe. Tělo se pomalu naklání dopředu, trup a dolní končetiny jsou ve stejné linii a paty zůstávají na zemi. Pacient musí pohyb zastavit dříve, než by přepadl. Fyzioterapeut přiloží jednu ruku na hrudník a druhou na hýždě pacienta a tak pomáhá korigovat držení a navíc dává záchranu. Účelem tohoto cvičení je dosáhnutí zvýšené vnímavosti a pozornosti, procítění kontaktu s podložkou a zvýšení napětí ve svalech chodidla (Janda & Vávrová, 1992). Mezi další cviky patří: malá noha ve stoji výkročném korigovaný stoj na obou dolních končetinách s oboustranným vytvořením malé nohy korigovaný stoj na jedné dolní končetině s vytvořením malé nohy (Janda & Vávrová, 1992). b) Korigovaný stoj na obou dolních končetinách: Pacient stojí s chodidly rovnoběžně a mírně od sebe. Špičky směřují přímo vpřed. Pacient vytvoří oboustranně malou nohu, mírně pokrčí kolena a vytočí je nad zevní hranu chodidel. Dále nakloní celé tělo od hlezenních kloubů dopředu s následným přenesením těžiště vpřed. Zatlačení chodidla do podložky se současným protažením ve směru dlouhé osy těla umožní další korekci držení. Hlava je držena v prodloužení osy páteře, břišní stěna se oploští, ramena jsou tažena dolů. Pro toto držení se dále používá termín korigované držení (Janda & Vávrová, 1992). 43

c) Korigovaný stoj na pravé dolní končetině: Poloha pacienta je stejná jako v předchozích případech. Pacient provádí ze zkorigovaného držení přenášení váhy na pravou dolní končetinu a levou pokrčí v kyčli asi do 20 až 25 stupňů a v koleni do 90 stupňů. Levé koleno se dostává před osu těla (Janda & Vávrová, 1992). Zvýšení obtížnosti ve stoji na obou dolních končetinách dosáhneme vychylováním pacienta z rovnováhy jemným tlakem ruky v různých směrech, na pánev, kyčle, ramena nebo kombinovaně. Působíme buď pomalu se zvyšujícím se tlakem po dobu 5 10 sekund nebo rychlými postrky. Odpor musí být přiměřený, aby mu pacient dokázal čelit, ale neztratil rovnováhu. Podle místa, rychlosti a směru postrků lze cíleně aktivovat různé svalové skupiny. Ještě větší náročnosti tohoto cvičení dosáhneme při stoji na jedné dolní končetině (Janda & Vávrová, 1992). Balanční cvičení na úsečích je náročnější než stejné cvičení na zemi jednak proto, že těžiště je výš, ale hlavně proto, že labilní plocha vyžaduje k udržení stoje zvýšenou aktivaci všech centrálně nervových regulačních mechanismů. V praxi tedy každý cvik učíme nejprve na pevné podložce a až poté přecházíme na válcovou a nakonec na kulovou úseč. Nejnáročnější je kombinované cvičení současně na válcové a kulové úseči (Janda & Vávrová, 1992). 2.6.2.7 Nácvik chůze Nácvik chůze vyžaduje nejprve nácvik koordinovaného jednotlivého kroku. Za jeden krokový cyklus je považován čas od odrazu palce až k novému odrazu stejné končetiny. Pojem půlkrok znamená fázi od odrazu palce k dotyku paty stejné končetiny s přenesením váhy a těžiště. Přední půlkrok představuje přenos těžiště vpřed a je součástí chůze vpřed, zatímco zadní půlkrok je přenos těžiště vzad a významně se podílí např. při chůzi ze schodů, při posazování nebo při ekonomickém zvedání břemen (Janda & Vávrová, 1992). Cviky pro nácvik chůze: nácvik předního půlkroku na zemi nácvik zadního půlkroku na zemi nácvik přivíjení a odvíjení chodidla v předním půlkroku 44

nácvik přivíjení a odvíjení chodidla v zadním půlkroku výpady výskoky na obou dolních končetinách výskoky na jedné dolní končetině chůze po úsečích postrky při korigovaném stoji na válcové nebo kulové úseči pohupování v předozadním směru při korigovaném stoji na válcové úseči (Janda & Vávrová, 1992). Pro zvýšení obtížnosti lze cviky prováděné na pevné podložce po zvládnutí nacvičovat na labilních plochách, t.j. na úsečích (Janda & Vávrová, 1992). 2.6.2.8 Pomůcky k nácviku senzomotoriky - válcové a kulové úseče - gumové čočky - posturomed - minitrampolína - točna (twister, rotana) - fitter (swinger) - balanční sandály - balance step - balanční míče - overbally (Dobešová, 2002; Janda & Vávrová, 1992; Ošťádal, n.d.; Pavlů, 2000b) 45

2.6.2.9 Výhody metody 1. Tato technika klade důraz na cvičení ve vertikále, protože je to nejčastější posturální situace člověka. K obnovení nebo získání jakékoli motorické aktivity je potřeba vytvořit určité předpoklady a jedním z nich je navození identické posturální polohy. 2. Technika má velké facilitační možnosti pracuje na podkladě aktivace exteroceptorů, proprioceptorů a důležitých nervových drah a center. 3. Při cvičení dochází současně k aktivaci utlumených svalů, lepší koordinaci, k rychlejšímu nástupu svalové kontrakce a k rychlejší a lepší automatizaci pohybových stereotypů a zlepšení rozsahu kloubní pohyblivosti. 4. Cviky lze po instruktáži použít jako domácí cvičení. 5. Technika umožňuje sestavit pestrý a zábavný cvičební program, který pacienta stimuluje a motivuje ke spolupráci. 6. Pacient i fyzioterapeut mohou dobře sledovat pokroky, kterých je dosahováno (Haladová, 1997). 46

3 CÍLE A HYPOTÉZY Hlavní cíl: Hlavním cílem této diplomové práce je určení míry asociace trajektorie světelného bodu zjištěné z laserpointeru s trajektorií zjištěné z COP (centre of pressure) při stoji na švihové dolní končetině a ověření platnosti metody využívající laserpointer k hodnocení stability stoje na jedné dolní končetině jako diagnostického prostředku v klinické praxi. Hypotézy: H1: Stabilita stoje na švihové dolní končetině na stabilní podložce hodnocená metodou využívající laserpointer je při plné zrakové kontrole lepší než při zrakové kontrole dominantního oka. H2: Stabilita stoje na švihové dolní končetině na stabilní podložce hodnocená metodou využívající laserpointer je při zrakové kontrole dominantního oka lepší než při zrakové kontrole nedominantního oka. Testujeme vždy nulovou hypotézu, která předpokládá, že neexistují rozdíly mezi stabilitou stoje na švihové dolní končetině na stabilní podložce hodnocené metodou využívající laserpointer při plné zrakové kontrole a při zrakové kontrole dominantního oka (H01) a v dalším případě, že neexistují rozdíly mezi stabilitou stoje na švihové dolní končetině na stabilní podložce hodnocené metodou využívající laserpointer při zrakové kontrole dominantního oka a při zrakové kontrole nedominantního oka (H02). Výzkumné otázky 1. Jak je trajektorie světelného bodu laserpointeru asociována s trajektorií COP při stoji na švihové dolní končetině při stoji na pevné podložce? 2. Jak je trajektorie světelného bodu laserpointeru asociována s trajektorií COP při stoji na švihové dolní končetině při stoji na válcové úseči? 47

3. Jak je trajektorie světelného bodu laserpointeru asociována s trajektorií COP při stoji na švihové dolní končetině při stoji na kulové úseči? 4. Jak je trajektorie světelného bodu laserpointeru asociována s trajektorií COP při stoji na švihové dolní končetině při stoji na gumové čočce? 48

4 METODIKA 4.1 Charakteristika souboru Soubor byl tvořen 30 zdravými probandy. Soubor tvořilo 23 žen a 7 mužů, průměrný věk byl 23 let ± 2 roky, rozmezí mezi 19 a 28 lety. Všichni probandi byli studenty Univerzity Palackého v Olomouci. Všem probandům byl dán k podpisu souhlas k vyšetření, zařazení do výzkumného souboru a dalšímu zpracování dat pro publikační výstupy. U všech probandů byly anamnesticky vyloučeny poruchy zrakového a vestibulárního aparátu. Dále byly u probandů provedeny testy na určení laterality dolních končetin a laterality očí. U celé skupiny byla vyšetřena stabilita stoje na švihové dolní končetině pomocí metody využívající světelného bodu laserpointeru. Hodnocení stability stoje na stojné dolní končetině bylo provedeno v rámci jiné diplomové práce. Stabilita stoje na švihové dolní končetině byla vyšetřena na pevném, stabilním povrchu, nejprve při plné zrakové kontrole, poté se zrakovou kontrolou dominantního oka a se zrakovou kontrolou nedominantního oka. Hodnocení stability stoje na švihové dolní končetině při zrakové kontrole dominantního oka probíhalo u souboru 29 probandů. Pokus jednoho z probandů musel být z hodnocení odebrán vzhledem k tomu, že světelný bod laserpointeru se po většinu času nenacházel v prostoru testovacího obrazce. Následně byla stabilita stoje na švihové dolní končetině hodnocena na různých labilních plochách, přičemž bylo současně prováděno vyšetření na tensometrické plošině. Před zahájením měření byly probandům položeny cílené dotazy na zjištění dominantní (švihové) dolní končetiny: Kterou nohou kopete do míče? Kterou nohu dáváte jako první na schod? Kterou nohou si vyťukáváte rytmus? Kterou nohou posunujete kostku po čáře? Ke zjištění dominance byl použit index dominance (DI): xp DI = x 100 xp + xl (Petrová, 1998) 49

xp počet úkonů provedených pravou dolní končetinou xl počet úkonů provedených levou dolní končetinou Hodnoty DI: 0 49 = sinistrie 50 = úplná ambidextrie 51 100 = dextrie (Měkota, 1984) Pro zjištění dominance oka byla provedena zkouška podle Greenmana (1996). Proband provede malý průhled pomocí spojení palců a ukazováků extendovaných paží, skrze který se dívá oběma očima na konkrétní předmět, např. v druhém rohu místnosti. Poté proband zavře pravé oko a pozoruje, vidí-li stále daný předmět v průhledu. Pokud tomu tak není a předmět z průhledu zmizí, jedná se o preferenci pravého oka. Tam, kde předmět v průhledu zůstává, je oko dominantní, kde předmět mizí, je oko nedominantní. Dominanci očí a dolních končetin u souboru 30 probandů shrnuje tabulka 1. DOMINANCE Pravá dolní končetina Levá dolní končetina Pravé oko 21 1 Levé oko 8 0 Tabulka 1. Dominance očí u výzkumného souboru všech probandů 4.2 Postup měření Měření probíhalo na katedře biomechaniky a technické kybernetiky Fakulty tělesné kultury Univerzity Palackého v Olomouci. Před zahájením měření byla probandovi nasazena na vyšetřovaný kolenní kloub gumová páska, do níž byl z laterální strany ve výši horního okraje patelly umístěn laserpointer (Obrázek 11). Přelepením spínače byl zajištěn stálý svit laserpointeru (Dryeová, 2008). 50

Obrázek 11. Umístění laserpointeru (čelní a boční pohled) Testovací obrazec (Obrázek 12) byl umístěn na skleněné tabuli pokryté folií, ke které proband stál čelem, ve vzdálenosti 150 cm a to tak, že se střed testovacího obrazce nacházel ve stejné výšce jako laserpointer po zaujetí výchozí pozice (viz dále). Obrázek 12. Testovací obrazec Za skleněnou tabulí byla na stativu ve vzdálenosti 50 cm od testovacího obrazce umístěna videokamera, která snímala pohyb světelného bodu po testovacím obrazci. Videokamera byla ve stejné výšce jako střed soustředných kružnic na testovacím obrazci. Testovací obrazec byl tvořen devíti soustřednými kružnicemi s označeným společným středem o poloměru 9 cm. 51