Значительное число учащихся общеобразовательных школ в возрасте 12—13 лет имеют нарушение осанки — сколиоз, встречающийся в 6—8% случаев [1, 2]. Это обусловлено образом их жизнедеятельности, низкой двигательной активностью, неразвитой мышечной системой, неправильной посадкой за партами и неправильным ношением портфеля. При этом низкое социально-экономическое положение не позволяет детям рационально питаться, восстанавливаться в летних спортивно-оздоровительных лагерях, получать соответствующую квалифицированную медицинскую помощь, что в конечном итоге не способствует гармоничному физическому развитию организма ребенка. Это в том числе способствует возникновению слабого мышечного корсета, и, как следствие, развитию сколиоза и нарушению осанки в целом [3—6]. Поэтому чрезвычайно важной является разработка новых и эффективных средств как профилактики, так и реабилитации нарушений осанки. Вибрация относится к факторам, обладающим большой биологической активностью. Характер, глубина и направленность физиологических сдвигов различных систем организма определяются уровнями, спектральным составом вибрации, а также физиологическими свойствами организма человека. Вибрационное воздействие на ткани, органы, мышцы обеспечивает способность мышц поддерживать статическую устойчивость, выносливость мышц спины, живота и боковой поверхности туловища, что приводит к улучшению осанки. Специфика вибрационного воздействия и положительная динамика при реабилитации обусловливают необходимость разработки современных вибротренажеров [2, 3, 6]. Болезни опорно-двигательного аппарата являются одной из основных медицинских проблем современного общества. Особенности школьной учебы и быта при отсутствии должного контроля со стороны педагогов, родителей и врачей способствуют формированию слабого мышечного корсета и, как следствие, развитию нарушений осанки. Поэтому актуальной становится разработка эффективных средств как профилактики, так и реабилитации нарушений осанки у школьников [6].

Цель исследования — оценить влияние вибрационного воздействия тренажера на состояние мышц спины у детей 12—13 лет с начальными проявлениями сколиоза.

Проведено экспериментальное проспективное моноцентровое открытое контролируемое исследование эффективности и безопасности курса медицинской реабилитации с применением лечебной физической культуры (ЛФК) и тренажера у девочек с левосторонним сколиозом.

Критерии включения. К участию в исследовании приглашали девочек в возрасте 12—13 лет с левосторонним сколиозом I степени грудного отдела позвоночника. Диагноз «сколиоз» был установлен при медицинском обследовании. Угол искривления по В.Д. Чаклину должен был составлять 5—10°. Критерием соответствия явилось добровольное подписанное законными представителями согласие на участие детей в исследовании.

Критерии исключения. В исследовании не принимали участие пациенты с острыми инфекционными заболеваниями и иными медицинскими противопоказаниями к физиотерапии и ЛФК.

Занятия на тренажере осуществлялись амбулаторно в условиях реабилитационного центра в специально оборудованном спортивном зале на базе студии персональных тренировок и реабилитации «Power Plate» (Тольятти). Была разработана следующая последовательность действий: учет антропометрических и возрастных особенностей девочек; составление индивидуальных программ реабилитации и реализация курса профилактики и реабилитации.

Исследование проведено в 2017 г. Набор участниц в исследование проводили в период с января по февраль 2017 г., общая продолжительность наблюдения за каждой участницей исследования составила 12 нед.

Курс реабилитации составлял 3 мес, по 12 занятий в месяц. На занятиях выполнялись упражнения, обеспечивающие укрепление мышц спины, брюшного пресса и грудной клетки, что обеспечивало создание мышечного корсета, корригирующие упражнения (симметричные и асимметричные) в сочетании с общеукрепляющими и упражнениями на координацию и равновесие [7—9].

Конечными точками исследования были результаты антропометрических измерений и оценки показателей физических способностей пациенток после курса ЛФК и их динамика по сравнению с исходными значениями и группой контроля.

Для оценки уровня двигательных способностей были использованы следующие тесты:

1. Подвижность плечевого сустава («плечевой сустав»). Испытуемая, взявшись за концы гимнастической палки, выполняла «выкрут» прямых рук назад. Подвижность в плечевом суставе оценивали по расстоянию между кистями при выполнении этого движения: чем меньше расстояние, тем выше подвижность плечевого сустава.

2. Подвижность позвоночника («наклон вперед»). Выполнение наклонов вперед из положения стоя на гимнастической скамье с прямыми ногами при расстоянии между ступнями 10—15 см. Подвижность позвоночника определяли в сантиметрах по расстоянию от нулевой отметки до среднего пальца руки. Если пальцы не достают до нулевой отметки, то измеренное расстояние обозначается со знаком «минус» (–), а если опускаются ниже нулевой отметки, то со знаком «плюс» (+). За нулевую отметку было принято расстояние 30 см ниже уровня ступней.

3. Силовая выносливость мышц нижних конечностей и спины («присед»). Испытуемая вставала спиной к стене, находящейся на расстоянии 30 см, ноги должны быть на ширине плеч. Необходимо плотно прижимать спину к стене на уровне пояса, согнуть колени до угла 90°, опуститься вниз по стене. При опускании колени не должны выходить за уровень пальцев ног. Результаты оценивали в секундах.

4. Силовая выносливость мышц спины («удержание туловища на весу в положении лежа на животе»). В исходном положении лежа на скамейке на животе верхняя часть туловища (до гребней подвздошных костей) находилась на весу, руки — на поясе, ноги — фиксировали. Результаты оценивали в секундах.

5 .Силовая выносливость мышц брюшного пресса («удержание прямых ног под углом 45° в положении лежа на спине»). В положении лежа на спине осуществляли поднимание прямых ног до угла 45°, при этом происходило касание руками пальцев ног. Время удержания ног в таком положении определяется по секундомеру, руки во время исследования располагали вдоль туловища.

Все участницы исследования были разделены на две равные по численности группы: основную и контрольную.

В контрольной группе (группа А; n=20) дети занимались по программе ЛФК (3 занятия в неделю по 45 мин).

В основной группе (группа B; n=20) девочки помимо программы ЛФК дополнительно занимались на тренажере (3 раза в неделю по 30 мин).

Для того чтобы обе группы имели равные стартовые возможности, их состав был стандартизован по росту, массе тела и возрасту [1]. Критерием явилось нахождение детей в пределах центильного коридора (в пределах 25—75-го центилей). Подбор групп осуществляли с использованием F-критерия Фишера [10]. Расчетное значение F сравнивали с табличным значением F(a, u) на заданном уровне значимости a=0,05.

Исследование одобрено локальным этическим комитетом при ФГБОУ ВО «Тольяттинский государственный университет» (протокол № 8 от 11.01.17).

Размер выборки участниц предварительно не рассчитывали. При статистической обработке результатов исследования была проведена проверка распределения значений сравниваемых между группами количественных величин на соответствие закону нормального распределения с помощью точного F-критерия Фишера, что позволило для оценки статистической достоверности различий использовать параметрический метод — t-критерий Стьюдента. Различия оцениваемых признаков в сравниваемых группах считали статистически достоверными при p<0,05 [10].

В исследовании приняли участие 40 девочек 12—13 лет с левосторонним сколиозом I степени грудного отдела позвоночника. Угол искривления по В.Д. Чаклину составлял 5—10°.

Исследования проводили на независимых выборках. Осуществляли отбор детей для формирования независимых выборок, формировали группы для исследования, проводили тестовые испытания, анализ и интерпретацию полученных результатов. Поскольку в процессе эксперимента исследования проводили на независимых выборках, то необходимо было отобрать детей в основную и контрольную группы таким образом, чтобы их стартовые (потенциальные) возможности были одинаковыми. Это очень важно с точки зрения оценки достоверности результатов исследования.

Для того чтобы обе группы имели равные стартовые возможности. отобрали девочек с одинаковым соотношением роста, массы тела и возраста по таблицам роста, массы тела и возраста соответственно [1]. Таким образом, были обоснованы равные стартовые возможности отбираемых в группы детей статистическими методами, представленными в табл. 1.

Результаты исследований основных показателей, характеризующих развитие мышечного корсета у девочек обеих групп, представлены в табл. 2.

Из табл. 2 следует, что положительный эффект получен при выполнении всех тестов на уровне значимости 5%. Полученные достоверные результаты, характеризующиеся улучшением гибкости, увеличением подвижности плечевого сустава и силы мышц спины и туловища, свидетельствуют об эффективности дополнительного влияния вибрационного воздействия тренажера на состояние мышц спины у детей 12—13 лет с начальными проявлениями сколиоза.

Нежелательные явления в ходе исследования зафиксированы не были.

Применение тренажера Power Plate позволяет восстановить функции опорно-двигательного аппарата и скорректировать сколиотические нарушения осанки. Это направление в современных условиях является актуальным в связи с большим числом детей с ослабленным соматическим здоровьем. Низкая двигательная активность детей, вызванная большой учебной нагрузкой, увлечением современными информационными системами, приводит к ухудшению физического здоровья, поэтому применение современных технологий оздоровления очень актуально.

Комплексы средств ЛФК применяются для профилактики и лечения сколиоза у детей школьного возраста, дают некоторый положительный, но недолговременный эффект и требуют много времени на их выполнение [6, 11, 12]. Вместе с тем считается, что применение виброплатформ [13, 14] способствует получению более эффективного и долговременного результата в коррекции и профилактике сколиоза. Однако применяются они достаточно редко, так как очень мало внедренных в практику соответствующих вибрационных технологий. Именно поэтому внедрение и использование в практике вибрационного воздействия для укрепления мышцы спины у детей с нарушениями осанки является актуальным.

Технология, используемая в работе, основана на применении силовых упражнений и упражнений на гибкость на специальном реабилитационном оборудовании. Эта технология представляет собой специальный тренажер Power Plate, который был изобретен голландским спортивным тренером Гусом ван дер Меером. На сегодняшний день тренажеры Power Plate доступны по всему миру и находят широкий диапазон применения [15]. Это достаточно уникальная методика, при которой платформа тренажера создает трехмерные колебания физиологической частоты: вверх—вниз, вперед—назад, вправо—влево, заставляет мышцы непроизвольно сокращаться до 30 раз в 1 с при частоте 30 Гц [14]. Для коррекции осанки за 1 тренировку выполняется 5 упражнений по 30 с каждое. В конце каждого занятия проводился массаж на вибротренажере для более эффективного расслабления мышц, частота при этом составляла 40 Гц в течение 45 с. При этом вовлекаются до 100% мышечных волокон. Эта технология широко используется в медицине для предотвращения и лечения различных видов заболеваний и травм. Она подходит для людей всех возрастных категорий, стилей жизни и физических возможностей и не имеет противопоказаний [15, 16].

В проведенном исследовании упражнения на гибкость сочетали с упражнениями на силу и расслабление. Комплексное использование силовых упражнений и упражнений на расслабление, а также вибрационного воздействия не только способствовало увеличению силы, растяжимости и эластичности мышц, производящих данное движение, но и повышало прочность мышечно-связочного аппарата. Именно поэтому мы наблюдали увеличение гибкости в конце исследования в основной группе в сравнении с контрольной группой.

Занятия на этом тренажере занимают меньше времени, позволяют проработать глубокие мышцы и задействовать те группы мышц, которые бездействуют во время обычной тренировки. Это происходит благодаря использованию в тренажере низких частот и амплитуды колебаний с небольшими периодами времени при безопасном и эффективном методе тренировки. К положительным моментам относится также то, что подготовительная часть при проведении такой тренировки занимает в 2 раза меньше времени. В заключительной части занятия на виброплатформе, как уже говорилось выше, выполнялся массаж, что позволяло расслабиться и полностью восстановиться после тренировки. Также при растяжке уменьшались болевые ощущения. После вибрационного воздействия применение дыхательных упражнений также способствовало улучшению кровообращения [14—16].

При применении тренажера для детей среднего школьного возраста решались следующие задачи:

— укрепить ослабевшие глубокие и поверхностные мышцы спины;

— создать мышечный корсет позвоночника;

— сформировать и закрепить навык правильной осанки.

Основными принципами лечения сколиоза у детей среднего школьного возраста на различных этапах являются строгая индивидуализация занятий в зависимости от этапа реабилитации, адекватность нагрузки, последовательная активизация воздействий на определенные функции и весь организм путем сложности нагрузок для достижения тренирующего эффекта. При этом восстанавливаются как функциональные особенности организма человека, так и его физиологические функции, что является основной гарантией долговременного выздоровления [7, 8]. Научно-практическая значимость проведенной работы заключается в использовании комплекса вибрационного воздействия по укреплению мышц спины и улучшению осанки. Применение данной методики возможно при персональных тренировках здоровых людей для улучшения общего физического состояния, а также реабилитации лиц с нарушением осанки [8, 9].

Проведенное исследование в условиях реабилитационного центра свидетельствует о значимо более выраженной положительной динамике развития силы, выносливости, улучшении подвижности у детей 12—13 лет с левосторонним сколиозом I степени грудного отдела позвоночника при применении в составе программы ЛФК тренажера Power Plate. У участников основной группы в большей степени повысилась мышечная сила, увеличились гибкость и объем движений в суставах верхних конечностей, улучшилась осанка. На основании полученных данных можно предположить, что использование тренажера Power Plate является эффективным средством реабилитации начальных форм сколиоза, и проведение дальнейших проспективных контролируемых исследований в данном направлении целесообразно.

Источники финансирования. Работа выполнена в рамках научного исследования кафедрой адаптивной физической культуры, спорта и туризма Тольяттинского государственного университета.

Информация о конфликте интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Благодарности. Авторский коллектив благодарит к.т.н., доцента Кузьменко Анатолия Филипповича.

Сведения об авторах

*Малышева Валерия Сергеевна [Valeriya S. Malysheva, graduate student]; адрес: Россия, 445027, Тольятти, ул. Ст.Разина,42 [address: 42 Razina str., 445027 Togliatti, Russia]; https://orcid.org/0000-0002-4682-5521; eLibrary SPIN: 1707-7647; e-mail: malval_07@mail.ru

Горелик Виктор Владимирович, к.б.н., доцент [Viktor V. Gorelik, PhD, associate professor]; https://orcid.org/0000-0001-8767-5200; eLibrary SPIN: 2870-9398; e-mail: lecgoy@list.ru

Власов Валерий Николаевич, д.м.н., профессор [Valery N, Vlasov, MD, PhD, professor]; https://orcid.org/0000-0001-8579-7116; eLibrary SPIN: 5289-7169; e-mail: vvndenesiha@yandex.ru