В 1991 г. группой клиницистов и физиологов был разработан новый метод восстановительного лечения больных с двигательными и речевыми расстройствами церебрального происхождения.

Суть нового метода заключается в том, что с помощью специального устройства, вмонтированного в комбинезон, обеспечивается некоторая нормализация траекторных характеристик локомоторных актов, осуществляемых туловищем и ногами на фоне дополнительной силовой нагрузки по длинной оси тела в 15 - 40 кг. При этом возникает коррекция нарушений у таких больных проприоцептивной импульсации от суставно-связочно-мышечного аппарата, поступающей в различные структуры двигательно-кинестетического анализатора, включая его корковое представительство. Снижение патологической активности проприоцептивной импульсации, ее постепенная нормализация обеспечивают и оптимизацию деятельности эфферентного (исполнительного) звена двигательно-кинестетического анализатора и тем самым — разрыв существующего при этой патологии порочного круга. Этот процесс разобщения патологического взаимовлияния исполнительной периферии и церебральных структур способствует становлению новых  рефлекторных связей, закрепляемых в течение курса лечения, осуществляемого с использованием описываемого устройства.

Устройство представляет собой систему эластичных тяг вмонтированных в комбинезон (или выполненных автономно) и расположенных между опорными элементами, в качестве которых выступают наплечники, широкий пояс в  поясничной области, наколенники, обувь. Устройство было разработано в конце 60-х годов как средство профилактики неблагоприятного действия на космонавта невесомости, когда вследствие отсутствия веса и соответственно нагрузки на костный скелет человека, а также в результате уменьшения силовой нагрузки на скелетную мускулатуру происходят декальцинация костной ткани с потерей ее прочности и атрофия скелетной мускулатуры. Впервые такое устройство, названное костюмом «Пингвин», было успешно применено на орбитальной станции «Салют» в июне 1971 г. экипажем в составе Г. Т. Добровольского, В. Н. Волкова и В. И. Пацаева.

Система эластичных тяг данного устройства по своему расположению напоминает топографическое распределение мышц-антагонистов, то есть преимущественно сгибателей и разгибателей, а также мышц, участвующих в ротационных движениях нижних конечностей и туловища. Кроме того, предусматриваются специальные тяги, способные обеспечить коррекцию положения стопы, разведение плечевого пояса и выполнение других функций. Все тяги снабжены устройствами для большого или меньшего натяжения, что обеспечивает возможность создания не только осевого (вертикального) нагружения туловища и ног, но и изменения позы, включая создание необходимых исходных углов в наиболее крупных суставах, а также сгибание и разгибание туловища. Особо подчеркнем, что осевая нагрузка вдоль позвоночника и нижних конечностей при этом остается практически неизменной. Двигательная активность, в частности ходьба, при ношении такого устройства сохраняется, однако она несколько отягощается, то есть устройство действует как внешний эластичный каркас, не ограничивая амплитуду движений, а лишь усложняя в заданных пределах их выполнение.

Специально созданное для клинических целей устройство, названное ЛК-92 "Адели", имеет ряд дополнительных приспособлений, связанных со спецификой биомеханики движений больных ДЦП. Тем не менее, значения сил, создаваемых при натяжении основных продольных эластичных тяг, в устройствах «Пингвин» и ЛК-92 "Адели" достаточно близки, что дает возможность при описании проводить некоторые параллели.

Суммарная продольная нагрузка между плечевым поясом и стопами может достигать 40 кгс, но на практике у больных используется силовое воздействие, не превышающее 15-20 кгс.

На [Рисунке 01] приведена диаграмма «усилие – растяжение» для силовой системы в целом. S-образный характер кривой с наличием выраженного участка линейной зависимости, имеющего относительно небольшой наклон, подтверждает, что осевое нагружение будет сохраняться, несмотря на выполнение произвольных движений и возрастающие при этом изменения углов в основных суставах. Например, для космической практики в качестве исходной позы рекомендуется использовать углы в  коленном и тазобедренном суставах, равные 135° [Рисунок 02]. Именно такое положение конечностей, как известно, характеризуется уравновешенностью мышц-антагонистов – сгибателей и разгибателей. Любое изменяющее исходную позу движение, например, сгибание, разгибание или ротация конечности, будет сопровождаться дополнительным нагружением участвующих в обеспечении данного  двигательного акта мышц. Это положение наглядно показывает [Рисунок 03], на котором изображены моменты сил, возникающие при изменении углов в отдельных суставах ноги. При этим сгибание и разгибание в тазобедренном и коленном суставах осуществляется из нейтрального положения при углах, равных 135°. Как следует из графика, при описываемых движениях в работе эластичных тяг обнаруживаются явления гистерезиса.

Для лечебного процесса принципиальное значение имеет как энергетическая адекватность нагрузки, создаваемой силовой системой комбинезона, так и оптимальный выбор векториального распределения силовой нагрузки с учетом сформированного у больного за годы болезни того или иного патологического двигательного стереотипа, включающего в себя привычные установки, мышечные синергии и синкинезии. Количественная адекватность нагружения мышечных групп при выполнении произвольных движений подтверждается следующим исследованием. У здоровых лиц проводилась сравнительная оценка параметров биоэлектрической активности разгибателя бедра при преодолении веса конечности в условиях естественного земного нагружения (в положении лежа на спине), а также в условиях «вывешивания» человека с помощью специальной системы подвесок, то есть при моделировании гипогравитации, когда то же самое движение не требовало преодоления веса конечности. Характер электромиографической (ЭМГ) реакции и этих случаях, был, естественно, различен. Однако при включении силовой системы комбинезона даже в условиях описанной экспериментальной гипогравитации продемонстрирована практически полная идентичность ЭМГ реакций, что наглядно подтверждает адекватность создаваемого устройством нагружения.

Представляется закономерным, что работа силовой системы комбинезона в естественных земных условиях при ходьбе и у здорового человека, и у страдающего нарушениями двигательной активности, в результате дополнительного нагружения скелетной мускулатуры неминуемо будет вызывать относительный рост метаболизма, вентиляции легких, частоты сердечных сокращений и других сопутствующих этому явлений [Рисунок 04]. Интересно отметить, что само по себе наличие продольной нагрузки порядка 14 - 16 кгс даже в условиях покоя приводит у здорового человека к достоверному приросту интенсивности метаболизма на 0,8 - 2,5 кДж/мин. Тест с использованием активного тредбана, движущегося со скоростью 5 км/ч (120 шагов в 1 мин.) продемонстрировал нарастание интенсивности метаболизма при осевой нагрузке в 25 кгс до 26 кДж/мин, а при нагрузке в 50 кгс – до 38,8 кДж/мин.

Исследования моторно-висцеральных отношений, проведенные М.Р. Могендовичем и др., показали наличие корреляции между интенсивностью проприоцептивной импульсации и сдвигами ряда вегетативных функций, в частности зависимость реакций некоторых вегетативных систем от характера активно поддерживаемых и пассивных поз и положений здорового человека в пространстве.

О генерализованном, рефлекторном характера реакций в нарочито жестких условиях эксперимента (4- и 5-суточная экспериментальная гипокинезия), обусловленных как моделируемой ситуацией, так и исключением компенсаторных механизмов на фоне воздействия описываемого комбинезона, свидетельствуют следующие результаты. По завершении экспериментальной гипокинезии интенсивность количественно регистрируемого тремора достоверно возросла, но в опытах, где гипокинезия здоровых добровольцев сопровождалась ношением комбинезона, его интенсивность, наоборот, уменьшилась на 2,7%. Аналогичная ситуация наблюдалась в пробе с кистевой динамометрией. Так, время удержания усилия, составляющего 75% от максимально возможного, после гипокинезии оказалось меньшим, однако одновременное с гипокинезией использование комбинезона приводило к противоположному результату. Такая же тенденция отмечена в отношении скрытого периода двигательной реакции правой руки здоровых добровольцев в ответ на звуковой раздражитель. При этом особо следует подчеркнуть, что силовая система комбинезона не оказывает какого-либо непосредственного механического влияния на руки.

Было обнаружено также выраженное влияние ношения комбинезона на гемодинамику. Так, после 5-суточной гипокинезии пульсовое давление уменьшалось примерно на 57%, что достигалось за счет нарастания диастолического и падения систолического давления. Использование же комбинезона в процессе моделируемой гипокинезии у здоровых людей сопровождалось падением пульсового давления лишь на 8%. Естественно, что и ортостатическая устойчивость в этом случае сохранялась на более высоком уровне. По данным реоэнцефалографии, при ношении комбинезона  кровоток в бассейне внутренней сонной артерии у здоровых имел исходные значения, в то время как без комбинезона по завершении гипокинезии он падал на 22%. На последнее обстоятельство следует обратить особое внимание, так как удовлетворительное кровоснабжение мозговых структур в процессе нормализации двигательного стереотипа при лечении церебральной патологии имеет безусловно немаловажное значение.

В условиях моделируемой гипокинезии без применения комбинезона у человека в положении лежа уровень венозного давления в сосудах голени заметно повышался (с 1,0 до 1,4 кПа), а в комбинезоне в таких же условиях снижался в среднем с 1,4 до 1,1 кПа. Приведенные факты свидетельствуют как о нормализации собственно сосудистого тонуса, так и, по всей вероятности, о поддержании тонуса скелетной мускулатуры, что является, как известно, залогом адекватного венозного кровообращения.

Особого внимания заслуживают данные о влиянии гипокинезии на состояние костной ткани и об эффективности использования нагрузочного комбинезона при возникающих нарушениях. Отсутствие весомой нагрузки на костную ткань приводит к ее декальцинации и изменению ее механических характеристик. Сравнительный анализ эффективности применения комбинезона проводился на модели 5-суточной водной иммерсии. Плотность костной ткани оценивали рентгенофотометрическим методом с помощью тарировочного клина из алюминиевого сплава. Согласно результатам исследований, без нагрузочного комбинезона декальцинация как губчатой костной ткани, так и трубчатых костей носила статистически достоверный характер, и то время как в комбинезоне изменения были недостоверными и чаще имели даже противоположную направленность с увеличением плотности костной ткани.

Действие механизмов саногенетического эффекта рассматриваемого метода наглядно прослеживается на модели резидуальной  стадии ДЦП. У больных ДЦП в основе патогенеза двигательных расстройств в первую очередь лежат изменения функциональной системы антигравитации (ФСА) — несостоятельность функции противодействия весовой нагрузке. На фоне патологии ФСА развиваются нарушения рефлекторной сферы — задержка на несколько лет редукции тонических рефлексов периода новорожденности, формирования установочных рефлексов (УР), статокинетических реакций (СКР) и произвольной моторики. Мы попытались скорректировать нарушения деятельности ФСА с помощью лечебного нагрузочного устройства ЛК-92 "Адели" в ходе его курсового применения. Результаты клинических наблюдений за 32 больными ДЦП в возрасте от 14 до 25 лет показали, что положительный эффект реабилитации имел место при всех формах этого заболевания — как у больных, лечение которых фактически стало поддерживающим в результате достигнутого в первые годы жизни ортопедо-неврологического статуса, так и у тех, у кого оно вообще было прекращено в связи с отсутствием эффекта в течение ряда лет.

Курс лечения состоял из 20 - 25 сеансов продолжительностью от 30 до 60 минут. Уже к середине первого курса или к концу его у большинства больных были устранены или уменьшились патологические синергии, появились новые возможности статики, локомоции и выполнения произвольных движений, уменьшилась интенсивность гиперкинезов и атаксий [Таблица 01], позже снизилась и интенсивность дизартрий [Таблица 02]. Для закрепления этих результатов было необходимо в зависимости от тяжести ДЦП проведение до 4, а иногда и более курсов лечения (каждый по 15 –25 сеансов). Самостоятельная ходьба — развитие правильных шаговых движений, реакции опоры стоп, уменьшение интенсивности экстрапирамидной и мозжечковой симптоматики, коррекция дизартрий — восстанавливалась у 90% больных в различные сроки. Наилучшие результаты были получены у больных с гиперкинезами и атонически-астатической формой ДЦП, которые в подростковом и юношеском возрасте рассматриваются практически в качестве некурабельных. 

Возникает вопрос: каков механизм наступивших в состоянии больного изменений, если таковые обусловлены именно действием данного метода восстановительного лечения? Как известно, на развитие головного и спинного мозга в пренатальном периоде существенное влияние оказывает афферентная импульсация от мышечно-суставно-связочного аппарата и рецепторов вестибулярной системы (ВС)  Нарушение афферентного потока любой модальности, в первую очередь проприоцептивной и вестибулярной, приводит к пре- и постнатальной патологии нервной и опорно-двигательной систем. Проведенные в отделе восстановительного лечения детей с церебральными параличами НИИ педиатрии РАМН исследования также продемонстрировали, что повреждающие факторы периода внутриутробного развития вызывают значительные нарушения в деятельности ВС. Указанная патология проявляется двигательными нарушениями всех уровней регуляции и построения движений.

Структуры ВС являются одной из ведущих проекционных зон для восходящих потоков проприоцептивной афферентации из мышечно-суставно-связочного аппарата, особенно из поперечных суставов стопы - Шопара и Лисфранка, что обретает особое значение при патологии и развитии деформаций опорно-двигательной системы. В силу этого многие наблюдаемые нами двигательные и вестибулярные реакции взаимозависимы. В частности, основное доступное изучению проявление вестибулярной функции - вестибулярный нистагм (ВН), генерируемый в ходе вращательных тестов и регистрируемый методом электронистагмографии (ЭНГ) - представляет собой СКР поперечно-полосатых наружных глазодвигательных мышц, и многие закономерности нормальных и патологических феноменов ВН экстраполируются на деятельность скелетной мускулатуры.

Результаты исследований в процессе применения данного метода лечения больных ДЦП свидетельствуют, что возрастное развитие ВС восстанавливается у них постепенно. Уменьшается, а в отдельных случаях практически нивелируется дисбаланс парного взаимодействия лабиринтов, что в клиническом плане находит отражение в сглаживании асимметрий СКР, частичной нормализации мышечного тонуса. Постепенно (наиболее наглядно, как правило, по истечении второго или третьего курсов лечения) нормализуется соотношение реакций отолитовых органов н полукружных каналов. Появляется большая автономия активности последних при провокации отолитовых реакций, например, в пробе эксцентричного вращения пациента, что также находило отражение в динамике мышечного тонуса — уменьшении спастичности и спастико-ригидности.

Уменьшение типичного для больных ДЦП фронтального раскачивания при ходьбе приводившее, естественно, к стабилизации положения общего центра массы (ОЦМ) пациента, возникало на фоне сглаживания асимметрии ВН и нивелирования его дисметрии. В известной мере с этим коррелируют и уменьшение тяжести гиперкинетического синдрома, снижение метаболизма, а также увеличение скорости ходьбы.

Как и в предыдущих наблюдениях, при использовании нового метода также удалось по особенностям вестибулоглазодвигательного реагирования в определенной мере прогнозировать эффективность последующих курсов восстановительного лечения. Это наглядно прослеживалось при сравнительной характеристике ВН до данного курса и после него. Частичная нормализация вестибулярной функции, направленной в том числе на обеспечение плавности ходьбы путем сглаживания траектории перемещения ОЦМ тела, косвенно подтверждается в процессе лечения динамикой распределения контактных давлений стопы и вовлечения ее участков в опорную реакцию во время фазы переката от момента переднего толчка до окончания заднего толчка. Исследования продемонстрировали, что под воздействием формируемого при помощи лечебного устройства ЛК-92 "Адели" афферентного проприоцептивного потока становление функций ВС и в целом ФСА оказывает гармонирующее влияние на многие другие функциональные системы организма, стимулируя постнатальное развитие ЦНС и определяя тем самым нормализацию моторики, речи, и в значительной степени интеллекта. Так, в определенной взаимосвязи с формированием антигравитационной функции находятся процессы генерации фоновой биоэлектрической активности головного мозга, приема и переработки сенсорной информации, деятельность иммунокомпетентной системы.

Известно, что у больных ДЦП отмечается отчетливое снижение функциональных возможностей не только моторных областей коры, но и всей коры в целом, что проявляется изменением биоэлектрической активности мозга.

На фоне лечения у большинства подростков с различными формами ДЦП отмечена положительная ЭЭГ-динамика различной выраженности. Следует подчеркнуть, что изменения в картине ЭЭГ определялись иногда уже при первом применении устройства ЛК-92 "Адели".

По данным ЭЭГ-исследования, воздействие на функциональную активность мозга под влиянием нового метода носит у большинства больных однонаправленный характер. Эффект лечения  проявляется первоначально в основном в середине цикла, что связано с подавлением патологической активности подкорковых структур, а затем — после окончания курса и характеризуется наибольшей выраженной положительной динамикой биоэлектрической активности мозга, обусловленной повышением функциональной активности коры, увеличением регулярности основного коркового ритма, исчезновением и (или) уменьшением асимметрий, нормализацией пространственного распределения биопотенциалов по конвекситальной поверхности коры.

Обследование больных, поступивших на повторные курсы лечения в сроки от 3 до 8 месяцев, показало сохранность достигнутого уровня в показателях ЭЭГ после предыдущих курсов лечения, что, по видимому, может свидетельствовать о закреплении функционирования таламокортикальных связей и сохранении контроля над нижележащими структурами.

Выраженные перестройки биоэлектрической активности на корково-подкорковом уровне, происходящие под влиянием лечения, являются, вероятно, следствием образования новых функциональных связей, осуществляемых с помощью расширения и частичной нормализации паттернов регуляции движения.

Представленные клинические наблюдения и результаты нейрофункциональных исследований демонстрируют патогенетическую целесообразность коррекции притекающего в структуры ЦНС афферентного потока преимущественно проприоцептивной модальности, что открывает новые возможности применения метода динамической проприоцептивной коррекции двигательных и речевых нарушений при помощи описываемого устройства ЛК-92 "Адели" в детской и общей неврологии.