Is the Stationary Bicycle a Suitable Supplement of Physiotherapy in Vertebrogenic Difficulties?
Basis and objective: Cycling in all its forms is presently in this country and in the world one of the most frequently performed motion activities. The stationary bicycle is often used as a supplement of physiotherapy is various vertebrogenic difficulties, but also after surgeries on the axial system. However, is the stationary bicycle a suitable supplement of rehabilitation is damages of human axial apparatus?
Methods and cohort: For collection of objective data the authors used a noninvasive diagnostic system SonoSens Monitor. After sticking the electrodes on precisely specified positions on the respondent's body, the authors execute two 10-minute intervals of cycling on the stationary bicycle. The observed group employed health individuals of both sexes at the age of 23±2 years, height 170±10 cm, weight 75±10 kg and BMI in the range of 17 to 25.
Results: Based on the evaluation of individual measurements the authors recorded most conspicuous deviations from reference values in respondents' riding the stationary bicycle in sagittal plane with all sections of the spine, which is also documented by the level of statistical significance p<0. 005.
Conclusion: the results made it obvious that riding on the stationary bicycle is not a suitable supplement of physiotherapeutic treatment of vertebrogenic difficulties.
Keywords:
Physiotherapy
Autoři:
J. Čuj 1,2; M. Gajdoš 1,2; W. Mikuľáková 1; M. Jurčišin 1; B. Kračmar 2
Působiště autorů:
Katedra fyzioterapie, Fakulta zdravotníckych odborov, Prešovská univerzita v Prešove
1; Katedra športov v prírode, Fakulta telesnej výchovy a športu, Univerzita Karlova, Praha
2
Vyšlo v časopise:
Rehabil. fyz. Lék., 26, 2019, No. 4, pp. 198-204.
Kategorie:
Původní práce
Souhrn
Východisko: Cyklistika vo všetkých jej podobách je v súčasnosti u nás ale i vo svete jednou z najviac vykonávaných pohybových aktivít. Stacionárny bicykel je často využívaný ako doplnok fyzioterapie pri rôznych vertebrogénnych ťažkostiach, ale i po operáciách axiálneho systému. Je ale stacionárny bicykel vhodným doplnkom rehabilitácie pri poškodení osového aparátu človeka?
Metódy a súbor: Pre zber objektívnych dát sme použili neinvazívny diagnostický systém SonoSens Monitor. Po nalepení elektród na presne lokalizované miesto na tele respondenta, sme realizovali dva 10-minútové intervaly bicyklovania na stacionárnom bicykli. Výskumný súbor tvorili zdraví jedinci oboch pohlaví vo veku 23±2 rokov, s výškou 170±10 cm, hmotnosťou 75±10 kg a BMI v rozmedzí od 17 do 25.
Výsledky: Na základe zhodnotení jednotlivých meraní a číselných hodnôt sme zaznamenali najvýraznejšie odchýlky z referenčných hodnôt pri jazde na stacionárnom bicykli v sagitálnej rovine vo všetkých úsekoch chrbtice, ktoré predstavujú neprimerané zaťaženie pevných aj mäkkých časti axiálneho aparátu, o čom svedčí aj hodnota štatistickej významnosti p<0,005.
Záver: Z výsledkov je zrejmé, že jazda na stacionárnom bicykli nie je vhodným doplnkom fyzioterapeutickej liečby vertebrogénnych ťažkostí.
Jazda na bicykli zažíva v dnešnej dobe veľkú popularitu a pomaly sa stáva neoddeliteľnou súčasťou života populácie, môžeme povedať že je istou alternatívou bipedálnej lokomócie, ktorá prešla fylogenetickým vývojom počas miliónov rokov (8). Cyklistika má mnoho predností, zvyšuje fyzickú výkonnosť, pôsobí ako psychorelaxácia, pomáha udržiavať pozitívne sociálne vzťahy a v neposlednom rade je jej indoorová forma využívaná ako súčasť fyzioterapeutickej liečby športovcov a celej populácie. Jazda na stacionárnom bicykli nemusí mať zo všeobecného hľadiska len pozitívne účinky, na pohybovú sústavu človeka môže pôsobiť aj nepriaznivo. Negatívne účinky na pohybový aparát vidíme hlavne pri nesprávnom nastavení posedu cyklistu, alebo pri nesprávnej technike šliapania ako prezentujú Kračmar, Bačáková, Chrástková a kol. (9). Rovnaký názor uvádza vo svojej publikácii aj Hnízdil (5) a dodáva, že nevhodné nastavenie nezodpovedá anatómii človeka a jazda na takomto bicykli môže viesť k vzniku rôznych problémov počas jazdy alebo po nej. Ak sa vyvarujeme takýmto chybám, je jazda na bicykli šetrná najmä k aparátu dolných končatín, odľahčuje kĺby, pôsobí pozitívne na mäkké štruktúry dolných končatín a je vhodná ako terapia poškodení v tejto oblasti. Mnohé staršie štúdie sa zaoberajú kineziologickým rozborom cyklistického kroku z rôznych pohľadov, hlavne rozborom elektromyografickej (EMG) aktivity svalových skupín z dôvodu zvýšenia výkonu (1, 2, 16), málo výskumov sa ale zaoberá vplyvom bicyklovania na pohybový aparát človeka (10).
Otázkou ostáva, ako je zaťažený axiálny systém pri ideálnom a individuálnom nastavení bicykla. Je jeho postavenie fyziologické?
Najčastejším problémom u profesionálnych športovcov je postavenie hlavy a krčnej chrbtice, ktoré prezentuje obrázok 1. Takýmto posedom na bicykli sa extrémne preťažuje nie len oblasť krčnej chrbtice, ale aj oblasť hrudnej a driekovej časti. Profesionálni športovci však musia pre maximalizáciu svojho výkonu uprednostniť nefyziologickú pozíciu tela pred zdravím (10, 15).
CIEĽ A HYPOTÉZY
Cieľom štúdie je objektívne zhodnotiť a overiť vplyv jazdy na stacionárnom bicykli na axiálny aparát človeka, pričom takáto jazda eleminuje otrasy terénu. Na základe cieľa sme stanovili hypotézu: Zakrivenie a pohyby chrbtice v sledovaných rovinách počas jazdy na stacionárnom bicykli nebudú pre axiálny aparát zaťažujúce a pohyby chrbtice budú v referenčných hodnotách získaných kalibráciou.
Súbor a metódy
Výskumnú vzorku štúdie tvorilo pôvodne 30 probandov, z ktorých sme po detailnom kineziologickom rozbore zaradili do výskumu 25 probandov. Všetci respondenti museli spĺňať nasledujúce kvóty, vek 23±2 rokov, výška 170±10 cm, hmotnosť 75±10 kg a BMI v rozmedzí od 17 do 25. Kineziologický rozbor, ktorý zahŕňal meranie rozsahu pohyblivosti chrbtice, orientačné vyšetrenie svalovej sily, hodnotenie postury aspekciou a hodnotenie pohybových stereotypov, sme realizovali, aby sme vylúčili prítomnosť výrazných funkčných porúch, a tým zvýšili homogenitu reprezentatívne vzorky. Respondenti sú zdraví, bez akýchkoľvek obmedzení a ťažkostí, ktoré by ovplyvnili výsledky štúdie. Členovia vzorky boli oboznámení s cieľom a priebehom výskumu a súhlasili s podmienkami štúdie.
Hlavnou metódou zberu objektívnych dát bol diagnostický prístroj SonoSens Monitor, ktorý je vybavený ôsmimi elektródami a pracuje na základe hodnotenie ultrazvukových signálov medzi vysielačom a prijímačom. Meranie je neinvazívne a bezbolestné. Elektródy aplikujeme na miesta definované softvérom systému paravertebrálne, ako je znázornené na obrázku 2. Vzorkovacia frekvencia bola stanovená na 10 Hz. Pred samotným lepením elektród je koža odchlpená a odmastená, snímače aplikovali skúsení fyzioterapeuti s viac ako 5-ročnou praxou v odbore.
Prístroj je individuálne kalibrovaný na každom respondentovi, kalibrácia zahŕňa meranie maximálnych rozsahov pohyblivosti chrbtice v sagitálnej, frontálnej a transverzálnej rovine, v každom úseku chrbtice (obr. 3, zelenou farbou je znázornená kalibrácia krčnej chrbtice, červenou hrudnej a modrou driekovej chrbtice), tým sme získali individuálne rozsahy pohybu každého respondenta, pričom prístroj hodnotí odchýlky od tohto držania pri určitej aktivite, v našom prípade počas jazdy na stacionárnom bicykli.
Pre zistenie odchýlok z referenčných hodnôt, ktoré svedčia o vplyve samotného bicyklovania na axiálny aparát človeka, sme stacionárny bicykel individuálne nastavili pre každého respondenta. Simulovali sme "optimálne" nastavenie klasického mestského bicykla podľa Friela (3), Landa (11), Sovndala (15). Meranie sme zopakovali aj pri zmenenej pozícii horných končatín na riadidlách. Pri prvom meraní mal respondent horné končatiny vyrovnané, v druhom meraní zmenil pozíciu lakťových kĺbov tým, že ich flektoval do 90° uhla (obr. 4, obr. 5).
Samotné meranie prebiehalo v dvoch intervaloch, vykonávalo sa v uzavretých priestoroch bez vplyvu vonkajšieho prostredia. Stacionárnym bicyklom sme eliminovali otrasy, ktoré vznikajú pri jazde v teréne, a tým negatívne vplývajú na chrbticu človeka. Prvé meranie prebiehalo v pozícii A, po ktorej bez prelepenia elektród nasledovala pozícia B. Každé meranie trvalo 10 min., pričom intenzitu bicyklovania si respondenti individuálne korigovali, nesmeli však počas merania zastaviť. Následne boli hodnoty z prístroja stiahnuté do PC a ďalej podrobené štatistickému spracovaniu.
VÝSLEDKY
Získané číselné a grafické dáta sme ďalej podrobili základnému štatistickému hodnoteniu. Hodnotili sme odchýlky od referenčných hodnôt v jednotlivých rovinách v každom úseku chrbtice. Grafickú podobu predstavujú bodygramy jednotlivých rovín s číselnými údajmi, pričom červenou farbou sú označené odchýlky z referenčných hodnôt. Číselné hodnoty mSBI (mFBI – frontálna rovina, mTI – rotačná rovina) predstavujú mediány odchýlok od optimálnych hodnôt (0), pričom záporná hodnota predstavuje odklon do extenzie a kladná do flexie. Hodnoty sú v milimetroch. Podobne sú zhodnotené aj bodygramy pre frontálnu a rotačnú rovinu (obr. 6, obr. 7).
Bodygramy na obrázkoch 6 a 7 prezentujú vzorové výsledky meraní v sagitálnej rovine v jednotlivých úsekoch chrbtice. V pozícii A sme zaznamenali výrazné odchýlky v zmysle záklonu krčnej chrbtice a naopak predklonu driekovej časti, aj napriek optimálnemu nastaveniu bicykla. Priemerné hodnoty všetkých meraní uvádzame v tabuľke 1. V pozícii B sme zaznamenali výraznejšie odchýlky vo všetkých úsekoch chrbtice, čo je evidentné už zo samotného sedu respondenta na bicykli.
Výsledky v rovine frontálnej nepreukázali výraznejšie odchýlky zo základného držania tela. Nepatrné odchýlky sme zaznamenali v časti hrudnej a driekovej chrbtice, ktoré však nepredstavujú ohrozenie pre tieto časti axiálneho aparátu v tejto rovine. Tieto odchýlky pripisujeme prirodzenému pohybu tela počas bicyklovania. Záporné hodnoty predstavujú odchýlku vľavo a kladné vpravo (obr. 8, obr. 9).
Nepatrné odchýlky vidíme aj v rovine transverzálnej v oboch pozíciách (obr. 10, obr. 11). Tieto hodnoty, podobne ako vo frontálnej rovine, nepredstavujú z dlhodobého hľadiska riziko poškodenia anatomických štruktúr chrbtice. Pripisujeme ich skôr prirodzenému pohybu panvy počas jazdy na bicykli. Priemerné hodnoty všetkých meraní prezentujeme v tabuľke 1.
Vo vyšie uvedenej tabuľke uvádzame priemerné hodnoty odchýlok od referenčných hodnôt všetkých respondentov v jednotlivých úsekoch chrbtice ich smerodatné odchýlky. Na základe týchto výsledkov môžeme povedať, že najvýraznešie odchýlky, a tým pádom aj zaťaženie chrbtice pri jazde na stacionárnom bicykli, sme zaznamenali v oblasti krčnej chrbtice v zmysle záklonu a driekovej časti v zmysle predklonu. Obe tieto časti axiálneho systému človeka sú veľmi mobilné, a tým ich riziko voči výskytu zraneniam rastie. Hodnoty v rovine frontálnej a transverzálnej vykazujú minimálne odchýlky a z dolhodobého hľadiska nepredstavujú ohrozenie pre chrbticu. Pre porovnanie štatistickej významnosti sme použili Wilcoxonov t-test, kde sme získali vo všetkých sledovaných parametroch hodnotu štatistickej významnosti p<0,005.
DISKUSIA
Meraním a spracovaním výsledkov sme zhodnotili akým spôsobom jazda na stacionárnom bicykli vplýva na axiálny aparát človeka. Stanovením hypotézy sme predpokladali, že jazda na stacionárnom bicykli pri simulovaní jazdy na klasickom mestskom bicykli (pozícia A) nevplýva negatívne na axiálny systém človeka. Hypotéza sa ale nepotvrdila, pretože výsledky merania poukazujú na výrazné odchýlky z referenčných hodnôt, čo znamená nefyziologické zaťaženie najmä krčnej a driekovej časti chrbtice. Ide najmä o záklon, ktorý spôsobuje poškodenie a vznik vertebro-algického syndrómu (VAS). Podobné výsledky zaznamenala aj Janečková (6), ktorá hodnotila najčastejšie problémové a bolestivé miesta cyklistov. Z 90 cyklistov uviedlo 22 % ako miesto najväčších problémov krčnú chrbticu a 14 % driekovú časť. Podobné výsledky boli zaznamenané aj v štúdii Wilbera (17), z tohto hľadiska vidíme jazdu na stacionárnom bicykli ako nevhodný doplnok terapie pri bolestiach krčnej a driekovej časti chrbtice, s týmto názorom súhlasia aj Nechvátal a kol. (13). Podľa výskumu Salaia (14) sa bolesti chrbta vyskytujú u 50 % rekreačných cyklistov. Nakoľko cyklisti niesú v úplne statickej pozícii, chrbtica a intersegmentálne kĺby absorbujú sily vytvárané dolnými končatinami. Tieto sily sa prenášajú na chrbticu, ktorá je v tomto momente v flektovanej, extendovanej alebo rotovanej pozícii. Zatiaľ je veľmi málo overených hypotéz, akým patologicko-mechanickým spôsobom vzniká VAS u cyklistov (12). Počas jazdy na akomkoľvek bicykli hrá dôležitú úlohu správna funkcia hlbokého stabilizačného systému, jeho oslabenie je častou príčinou bolesti v oblasti driekovej časti chrbtice. Pred jazdou na bicykli je teda vhodné tento systém posilniť, ako uvádza Jebavý (7). Na možnú súvislosť vzniku VAS a na asymetrické svalové stereotypy paravetebrálnych svalov poukazuje Burnett (1). Podobné výsledky prezentoval v štúdii Srinivasan (16), v ktorej povrchové EMG ukázalo svalovú slabosť v m. erector spinae pri VAS v oblasti driekovej časti chrbtice.
Pri prehľade uvedených publikácií a na základe výsledkov našej štúdie konštatujeme, že pri terapii VAS krčnej a driekovej časti axiálneho systému nieje stacionárny bicykel vhodným doplnkom rehabilitácie. Svalové skupiny osového aparátu sú pri bolestiach aktivované v nesprávnom stereotype, sú preťažované a oslabením hlbokého svalového systému vzniká bolesť. Jazda na stacionárnom bicykli, aj napriek optimálnemu nastaveniu bicykla a posedu, spôsobuje progresiu bolesti a nadmerného preťaženia týchto štruktúr. Terapiu bolesti chrbta preto vidíme vo využití fyzioterapeutických metodík a prísnom dodržiavaní školy chrbta, ktorú vo svojej publikácii popisuje Gúth (4).
ZÁVER
Výhodou, ale zároveň aj nedostatkom tejto štúdie, bolo jej realizovanie v labolatórnych podmienkach bez vplyvov vonkajšieho prostredia. Pokračovanie tejto práce vidíme v realizovaní merania v teréne. Výhodu stacionárneho bicykla vidíme v rehabilitácii poškodenia a poranenia dolných končatín, ako sú totálna endoprotéza, plastika mäkkých častí kolena, alebo distorzia členkového kĺbu. Terapia bolesti chrbtice je komplexný proces, pre ktorý je vhodnejšie využitie cvičenia pre posilnenie hlbokého svalového systému, mobilizáciu segmentov chrbtice v kombinácii s prostriedkami fyzikálnej terapie a hydrokinezioterapie.
1. BURNETT, A. F.: Spinal kinematics and trunk muscle activity in cyclists: A comparison between healthy controls and non-specific chronic low back pain subjects-A pilot investigation. Man Ther, 9, 2004, 4, s. 211-219.
2. ERICKSON, M. O. et al.: Power output and work in different muscle Gross during ergometer cycling. Eur. Appl Physiol., 55, 1986, 3, s. 229-235.
3. FRIEL, J.: Tréninková bible pro triatlonisty. 1. vyd., Praha, Mladá fronta, 2014, 416 s.
4. GÚTH, A.: Bolesť a škola chrbtice. Bratislava, LIEČREH, 2017, 128 s.
5. HNÍZDIL, J.: Bolesti zad: mýty a realita. 1. vyd., Praha, Triton, 2005, 232 s.
6. JANEČKOVÁ, P.: Nejčastější zdravotní obtíže u horských cyklistů: diplomová práca. Praha, Univerzita Karlova, Fakulta tělesné výchovy a sportu, 2011, 71 s.
7. JEBAVÝ, R.: Komparace silových cvičenína na nestabilních a stabilních plochách jako prostředek pro zlepšení činnosti hlubokého stabilizačního systému. Rehabilitácia, 53, 2016, 2, s. 93-102.
8. KRAČMAR, B. a kol.: Fylogenetické aspekty lidské lokomoce. Rehabilitácia, 54, 2017, 1, s. 61-76.
9. KRAČMAR, B. a kol.: Fylogeneze lidské lokomoce. 1. vyd., Praha, Univerzita Karlova, Karolinum, 2016, 464 s.
10. KRAČMAR, B.: Vliv cyklistiky na pohybovou soustavu. Rehabil. fyz. Lék., 12, 2005, 1, s. 27-33.
11. LANDA, P.: Cyklistika. 1. vyd., Praha, Grada Publishing, 2005, 128 s.
12. MARSDEN, M.: Lower back pain in cyclists. International SportMed Journal, 11, 2010, 1, s. 216-225.
13. NECHVÁTAL, P. a kol.: Movement activity and sport for patients after cervical distectomy. Hrvatska Revija za Rehabilitacijska Istraživanja, 51, 2015, 1, s. 71-76.
14. SALAI, M. et al.: Effect of changing the saddle angle on the incidence f low back pain in recretional bicyclist. Br. J. Sports Med., 33, 1999, 6, s. 398-400.
15. SOVNDAL, S.: Cyklistika - anatómia. 1. vyd., Bratislava, CPress, 2018, 199 s.
16. SRINIVASAN, J.: Low back pain andmuscle fatigue due to road cycling: An EMG study. J. Bodyw Mov. Ther., 11, 2007, 3, s. 260-266.
17. WILBER, C. A.: An epidemiological analysis of oveuse injuries among recreational cyclist. Int. J. Sports Med., 16, 1995, 3, s. 201-206.
Štítky
Fyzioterapie
Rehabilitační a fyzikální medicína
Tělovýchovné lékařství