СПОСОБ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИОННОЙ ТРЕНИРОВКИ МЫШЦ Российский патент 2010 года по МПК A61N1/18 A61H23/02 

Изобретение относится к медицине и предназначено для развития мышечной силы и регуляции массы тела человека.

Известен способ стимуляции двигательного аппарата спортсмена (авт. свид. СССР №1344356, 1982), в котором для увеличении силы и амплитуды сокращения мышц подвергают вибростимуляции мышцы - антагонисты, а электростимуляции подвергают мышцы - синергисты.

Способ оказался малоэффективным вследствие того, что мышцы - антагонисты не получают достаточной нагрузки, а мышцы - синергисты могут травмироваться в процессе нагрузки.

Известен также способ развития мышечной силы (авт. свид. СССР №492228, 1977), когда под действием электрических импульсов мышцы - разгибатели стремятся разогнуть сегмент конечности, а стимулируемый пациент волевым усилием стремится с помощью мышц - сгибателей согнуть тот же самый сегмент конечности.

Однако такой способ недостаточно универсален и также недостаточно эффективен, поскольку сфера групп мышц, подлежащих воздействию, ограничена.

Известен способ лечения больных ожирением (авт. свид. СССР №1052237, 1982), в котором на область прямых мышц живота и бедер пациента воздействуют синусоидальными модулированными токами в переменном режиме с частотной модуляцией 20-30 Гц и глубиной модуляции 70-100%, силой тока 15-20 mА в течение 10-15 минут ежедневно на фоне малокалорийной диеты.

Однако способ применим только с малокалорийной диетой и пригоден для применения на ограниченном количестве мышечных групп.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ развития мышечной силы человека и регуляции его массы тела, осуществляемый электростимуляционной тренировкой с использованием аппарата типа «Стимул-1» (паспорт, ВНИИМП, 1977). Для стимуляции мышц используется переменный синусоидальный модулированный ток звуковой частоты 2000 Гц с амплитудной модуляцией частотой 50 Гц и глубиной модуляции 100%, при этом фронт нарастания и спада импульса с интервалом 0,1-0,9 с. Сила раздражающего тока ограничивается самим пациентом (до переносимого предела). В подавляющем большинстве случаев такой ток обеспечивает непроизвольное сокращение мышц большее, чем при произвольном (волевом) сокращении раздражаемой мышцы, вплоть до максимального. При тренировке атрофированных мышц величина максимального переносимого тока в 1,5-2 раза больше, чем при стимуляции здоровых мышц.

Тренировочная процедура состоит из нескольких повторных стимуляций до полной усталости мышцы.

Однако недостатком данного способа является одноканальное воздействие на стимулируемые мышцы, при этом способ мало производителен при воздействии на большое количество мышечных групп. Более эффективной оказывается последовательная стимуляция тренируемых мышц в одном сеансе. Как с медицинской, так и с физиологической точки зрения при последовательной стимуляции обеспечиваются, во-первых, более благоприятные условия для кровоснабжения стимулируемых мышц по сравнению с одноканальной стимуляцией, и, во-вторых, «электрическое поле» действует на пациента меньше, чем при длительной одноканальной стимуляции нескольких мышечных групп.

Задача, решаемая изобретением, состоит в создании способа электростимуляционной тренировки, лишенной недостатков прототипа.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в расширении функциональных возможностей способа электростимуляции с одновременным повышением его эффективности.

Это достигается тем, что воздействие осуществляют многоканально многократными стимуляциями К в пределах от 1 до 10, переменным синусоидальным током частотой 2200-2500 Гц с амплитудной модуляцией с частотой 40-70 Гц, а воздействие ведут непрерывно посылками импульсов t с соотношением длительности к периоду повторения Т: t/T=1/n, где 1≤n≤5 целое число.

Длительность посылок импульсов t и периодов повторения посылок Т выбирается в зависимости от тренируемой мышцы и поставленной задачи. Используются режимы (в секундах): «2,5-2,5»; «2,5-5»; «5,0-10,0»; «10,0-50,0».

Так, например, для развития мышечной силы и регуляции габаритов тела используется тренировочный режим «10,0-50,0» с силой тока, вызывающей максимальное или близкое к максимальному сокращение. Если у пациента избыточная жировая масса, то используются режимы: тренировочный режим «10,0-50,0» при 8-10 повторных стимуляциях с максимальным сокращением мышц и массажный режим «2,5-2,5» в течение 3-4 минут с силой сокращения мышцы 80-90% от максимального значения в тренировочном режиме. При снятии усталости после тяжелого физического труда и в целях повышения работоспособности используется режим «5,0-10,0» в течение 5 минут с околомаксимальным сокращением мышц, затем массажный режим «2,5-2,5» в течение 5 минут с силой сокращения до 70-80% от максимального значения.

Схемы проведения электростимуляционных тренировок мышечного аппарата в недельном цикле от 3 до 5 сеансов с 1-2 днями перерыва в зависимости от контингента пациентов (высококвалифицированные спортсмены; лица, занимающиеся или не занимающиеся физической культурой; пациенты с избыточной жировой массой или недостаточной мышечной тканью), от специфики вида спорта, периода подготовки (подготовительный, предсоревновательный и т.д.).

Достижение нижеуказанных технических результатов обуславливается своей совокупностью существенных признаков.

1. Данный способ, являясь средством силовой тренировки мышц, может быть использован как дополнительный к общей физической подготовке, так и самостоятельный. По сравнению с естественной силовой тренировкой он при меньших затратах времени и за более короткий промежуток времени (4-6 недель) позволяет добиться большего эффекта в развитии и совершенствовании функциональных возможностей мышечного аппарата не только у физически активных людей и спортсменов, но и у людей со среднестатистическими физическими возможностями:

- увеличивает мышечную силу (до 25%) и снижает время ее проявления (до 45%), обеспечивает прирост «взрывной» силы мышц рук (до 18-20%) и ног (до 66%), скоростно-силовой выносливости, например, рук (до 12-15%);

- повышает эффективность и мощность выполняемой тренировочной работы при стабилизации активности функционирования систем энергообеспечения и снижении активности сердечно-сосудистой системы организма человека (это эффект экономизации деятельности систем организма);

- на 10-15% увеличивается мышечный поперечник, причем в отличие от силовой тренировки в естественных условиях это происходит за счет примерно одинакового прироста площади поперечного сечения быстрых и медленных мышечных волокон;

- прирост мышечной силы сохраняется почти неизменным на протяжении 3-4 месяцев в зависимости от уровня физической нагрузки;

- увеличение мышечной силы происходит без снижения скоростных свойств мышц и координационных навыков;

- развивает межмышечную координацию, улучшает пластичность мышц;

- позволяет избирательно воздействовать на основные мышечные группы, на мышцы, отстающие в своем силовом развитии, а также на мышцы, трудноподдающиеся естественной силовой тренировке;

- восстанавливает иммунозащитную систему организма за счет выработки межуточной тканью иммуноглобулина J;

- заметно повышает общую работоспособность организма, в том числе и спортивную.

2. Средство коррекции состава тела, снижения избыточной жировой массы и профилактики целлюлита:

- уменьшает толщину подкожно-жирового слоя над стимулируемыми мышцами и объемы на различных участках тела (в среднем от 2 до 18 см);

- изменяет процентное соотношение (до 15%) жировой и скелетно-мышечной массы в организме в пользу мышц.

3. Эффективное средство для укрепления мышечного аппарата при заболеваниях опорно-двигательного аппарата, которые связаны с недостаточной силой мышц и возникают, например, при нарушениях осанки (сколиозы, сколиотическая деформация), посттравматических, дистрофических изменениях. Данный способ восстанавливает дисбаланс мышц антагонистов-агонистов-синергистов.

Избирательно воздействуя на ту или иную мышечную группу, особенно труднодоступную для естественной физической нагрузки, при отсутствии вертикальной и осевой нагрузки на позвоночник, предлагаемый способ позволяет в сравнительно короткие сроки значительно укрепить мышечный аппарат после переломов, ушибов, растяжений и спортивных травм.

В период вынужденного бездействия, вызванного травмой, болевым синдромом или длительными терапевтическими заболеваниями, необходимо тренировать этим способом и основные мышечные группы, чтобы создать, сохранить и усовершенствовать мышечный корсет.

4. Средство коррекции возрастных изменений в мышцах и связках, профилактики гиподинамии и миофиброза.

ПРИМЕРЫ:

1. Спортсмен Д., мастер спорта международного класса, 1983 года рождения, кандидат в олимпийскую сборную команду РФ по водному поло.

В начале и в конце курса электростимуляционной тренировки мышц проведено комплексное тестирование, включающее:

- антропометрическое обследование;

- калиперометрию;

- пульсометрию и хронометрирование;

- специальные методы оценки скоростно-силовых качеств у спортсменов (уровня «взрывной» силы рук и ног, скоростно-силовой выносливости рук);

- оценку активности анаэробного гликолиза (лактацидной системы);

- электрокардиографию сердца до выполнения физической нагрузки (оценки скоростно-силовых качеств) и после в положении лежа и стоя (ортопроба);

- математико-статистические и графические методы исследования.

Проведено 24 сеанса стимуляции основных мышечных групп - широчайшей и трапециевидной мышцы спины, большой и средней ягодичных мышц, прямой мышцы живота, четырехглавой приводящей мышцы бедра, большой грудной мышцы, дельтовидной, трехглавой, двуглавой мышц плеча, икроножной мышцы голени. Этим методом силовой тренировки стимулировали мышцы, специфичные для ватерполистов, с одной стороны, и труднодоступные для естественной силовой тренировки, с другой. Это мышцы, выпрямляющие позвоночник, косые мышцы живота, мышцы нижнего пресса, ромбовидные мышцы спины, мышцы-сгибатели голени, камбаловидная мышца голени, мышцы-сгибатели и разгибатели кисти, подошвенные мышцы и разгибатели пальцев стопы.

В результате проведенного курса была отмечена положительная динамика показателей:

- «взрывной» силы ног: градиент силы повысился на 63,7% за счет повышения максимальной силы отталкивания на 13,2% и снижения времени проявления данной силы на 44,6%;

- «взрывной» силы рук: показатель повысился на 16,4%;

- скоростно-силовой выносливости рук: показатель повысился на 6,1%;

- показатель мощности одиночного сокращения рук повысился на 4,1%;

- отмечено повышение эффективности работы в 5-минутном тесте на фоне стабилизации активности функционирования систем энергообеспечения и снижения активности сердечно-сосудистой системы, что свидетельствует о более экономном режиме работы организма.

По данным калиперометрии в конце курса:

- уменьшились кожно-жировые складки на спине (на 2 см), на бедре (на 1,5 см), на груди (1,5 см);

- увеличились объемы плеча (на 3 см), предплечий (на 1 см) и голени (на 1 см);

- изменилось соотношение состава тела: масса тела увеличилась на 1,4 кг за счет прироста активной клеточной массы, в частности скелетно-мышечной массы.

2. Пациент В., 36 лет, вес 125 кг, рост: 193 см.

В начале курса, каждую неделю в течение курса и в конце курса проводилось антропометрическое обследование, оценка состава тела (биоимпедансный анализ). По исходным данным этой диагностики у пациента: 41,4 кг (33,1%) жировой массы, 41,7 кг (49,9%) мышечной массы, 48,1 кг активной клеточной массы, 61,2 кг общей жидкости.

Проведено 36 сеансов, стимулировали основные мышечные группы и мышцы, труднодоступные для естественной силовой тренировки.

В результате курса:

- вес пациента уменьшился на 11 кг;

- окружности талии и бедер уменьшились соответственно на 9 см и 7 см;

- активная клеточная масса и мышечная масса уменьшились соответственно на 1,2 кг и на 1,4 кг за счет потери общей жидкости на 2,9 кг;

- жировая масса уменьшилась на 7 кг.

Через 7 месяцев был проведен повторный курс - 32 сеанса.

По сравнению с результатами предыдущего курса:

- вес пациента уменьшился еще на 12 кг;

- окружности талии и бедер уменьшились соответственно на 7 см и 4 см;

- активная клеточная масса уменьшилась на 4,5 кг за счет потери общей жидкости на 3,1 кг при стабильных показателях мышечной массы, что очень важно в процессе коррекции состава тела;

- жировая масса уменьшилась еще на 7,8 кг.

При этом необходимо отметить, что у пациента не обвисла кожа, не образовались целлюлитные растяжки.

В целом, по данным биоимпедансного анализа состава тела за один год пациент В. потерял 23 кг своего веса, 15,5 кг жировой массы, 6 кг общей жидкости, при этом изменились качественные характеристики мышечной массы, а не количественные.

Таким образом, предложенный способ в сочетании с еженедельной оценкой состава тела высокоэффективен в целях профилактики избыточной жировой массы без потери мышечной составляющей, а также в случаях профилактики возрастных изменений.

Изобретение относится к медицине, предназначено для проведения электростимуляции мышц и может быть использовано для развития силовых качеств и выносливости мышц, коррекции состава тела. При проведении процедур осуществляется многоканальное воздействие на различные группы мышц токами звуковой частоты многократными стимуляциями К в пределах от 1 до 10, переменным синусоидальным током частотой 2200-2500 Гц и амплитудной модуляцией частотой 40-70 Гц. Воздействие ведут непрерывно посылками импульсов t с соотношением длительности к периоду повторения Т:t/T=1/n, где 1≤n≤5 целое число. Способ обеспечивает повышение функциональной возможности электростимуляции с одновременным повышением ее эффективности.

Способ электростимуляционной тренировки мышц, включающий воздействие на мышцы токами звуковой частоты, отличающийся тем, что воздействие осуществляют многоканально на группы мышц многократными стимуляциями К в пределах от 1 до 10, переменным синусоидальным током частотой 2200-2500 Гц и амплитудной модуляцией частотой 40-70 Гц, воздействие ведут непрерывно посылками импульсов t с соотношением длительности к периоду повторения T:t/T=1/n, где 1≤n≤5 целое число.