CC BY
25
Пластическая и реконструктивная хирургия
© Коллектив авторов, 2006 УДК 616.728.2-77-089.168-07:612.76
В.А.Неверов, С.Х.Курбанов, О.Л.Белянин, Мохаммед Абухадра
БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ОЦЕНКЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИЯ
Санкт-Петербургская медицинская академия последипломного образования МЗ РФ (ректор — проф. Н.А.Беляков), Санкт-Петербургский научно-практический центр реабилитации инвалидов им. Г.А. Альбрехта (дир. — проф. И.В. Шведовченко)
Ключевые слова: эндопротезирование, коксар-троз, биомеханическая оценка, эффективность.
Введение . Технически правильно проведенная операция не всегда является определяющим фактором эффективности лечения. Необходимо подготовить опорно-двигательную систему (ОДС) к предстоящим изменениям и помочь ей в уже измененных условиях. Для этого требуется правильная оценка исходного состояния, степень нарушения функциональных и анатомических нарушений, а также правильная оценка послеоперационного статуса [1]. С резекцией сустава исчезает сигнализация от его рецепторов. Мышцы не получают информацию о том, как происходит движение и «не знают» что им делать. Больные после эндопротезирования нуждаются в адаптации к изменившимся условиям опоры и передвижения. Несмотря на эти изменения, в оценке исходов заболевания и результатов лечения используются клинические данные (боль в оперированном тазобедренном суставе, наличие дополнительной опоры, симптомы Тренделенбурга и Дюшена, амплитуда движений в суставе, опороспособность оперированной конечности, длительность ходьбы и др.), которые не всегда полноценно оценивают патологические изменения опорно-двигательной системы [3, 5, 8]. Знание этих отклонений необходимо как для оценки эффективности оперативных вмешательств, так и для программирования индивидуальных реабилитационных мероприятий. С целью объективизации оценки эффективности проведенных операций и получения количественных характеристик для сравнения исходного статуса в ОДС с послеоперационным были проведены функционально-биомеханические исследования (ФБМИ) [4].
Материал и методы . ФБМИ направлены на определение возможности организовать и удерживать в равновесии вертикальную позу стойки и реализовать ходьбу по ровной поверхности в произвольном и в навязанном скоростном режиме (на тредмилле). Последнее исследование использовалось в качестве функциональной пробы для определения максимально доступной больному скорости ходьбы (УЬ^), а также выявления компенсаторных возможностей его опорно-двигательной системы. Для исключения зрительной коррекции нарушений в опорно-двигательной системе и определения компенсирующей роли зрения все исследования проводились как с открытыми (ОГ), так и с закрытыми глазами (ЗГ).
По результатам взвешивания на 4-польных электронных весах оценивалась межконечностная опорная асимметрия (кг) и ее распределение по стопам на пяточный (П) и носково-плюс-невый (Н) отделы — КН:П (КН:П=1:1.8 в норме). Для получения возможности сравнивать результаты у различных пациентов данные представлялись в процентах от массы тела больного, а также в форме коэффициентов сравнения асимметрии (Ка).
Динамика опорности в позе вертикальной ортогональной стойки, условно принятая как стабильность стояния, также регистрировалась при открытых и закрытых глазах пациента (ОГ-ЗГ).
Устойчивость вертикальной стойки исследовалась с помощью ряда функциональных нагрузок: ЗГ, гипервентиляционная проба после форсированого дыхания в течение 1—1,5 мин, модифицированный (руки вдоль туловища) тест Ромберга, внешние дестабилизирующие воздействия (ДСТ) дозированными толчками в области плечевого пояса вперед, назад, вправо и влево. Исследования проведены на разностном компьютеризированном стабилографе фирмы «МБН-Биомеханика».
Оценка способности организовать и поддерживать в равновесии ортогональную позу вертикального стояния основывалась на анализе ритмоструктуры стабилограммы (СГ), ее амплитудных (в кгм) и частотных (колебаний в секунду — к/с) характеристик по сагиттальной (8) и фронтальной (Б) осям качаний пациента. Сюда входят: основной ритм эквилибрации (ОРЭ — 0,63—0,83/с); волны качаний большой амплитуды (ВК — 0,1—0,3/с); быстрые волны эквилибрации (БЭВ — 1,27—1,6/с); тремор (Т — 5—7/с). Отдельно описывались особенные элементы СГ: «тренд» (Тр — 0,08—0,1/с) — медленное смещение базовой линии опоры (БЛО) и «пик-волна» срыва — восстановления опорности (ПВСВО — 1,7/с) без потери равновесия тела [2, 7].
Для оценки траекторий смещения центра давления (ЦД) стоп на опору (барицентра — СЬ) на фазовой плоскости Ф
(8,Б) вычислялись характеристические величины: смещения общего барицентра ДСЪ по 8 и Б осям (мм); длина траектории (мм) изображающей точки Ъ (8,Б) миграций ДСЪ; угол у ° (8) склонения оси основных миграций ДСЪ от оси 8.
Динамическая опороспособность и результирующая перенососпособность всей нижней конечности (НК) в процессе ходьбы определялась методикой ихнографии (ИГ) и ихнометрии на дистанции не менее 10 м. По следовым меловым отпечаткам ИГ замерялись длина (ДОШ) и ширина (ШОШ) одиночного шага (в см) и углы разворота стоп (УРС в °). Вычислялись: процент от нормативных значений этих величин, коэффициенты сравнения (Кс) дефицита-преобладания по данной стороне, а также характеристические величины: базовый и полный «опорный коридоры» (БОК и ПОК); смещение проекции общего центра тяжести — ДОЦТ; девиация (р °) линии истинного направления движения (ЛНД) пациента от заданной дирекционной оси (ДО) и вариативность всех параметров (У%) как показатели устойчивости ходьбы; отношение е = 2ШОШ/ДОШ как показатель формирования рациональной динамической площади опоры. Исследование проводилось в режиме произвольной ходьбы в привычном темпе при ОГ и при ЗГ. Данные сравнивались между собой для оценки степени зрительной компенсации нарушений в ОДС.
Изменения характера угловых перемещений звеньев нижней конечности в 3 крупных суставах: тазобедренном (ТБС), коленном (КС) и голеностопном (ГСС) в сагиттальной плоскости регистрировались потенциометрическими гониографами относительно фронтальных осей суставов. Замерялись амплитуды движений в максимумах безотносительно к фазам и вычислялся усредненный показатель ангулометри-ческой симметрии ходьбы — ПАСХ (Па=У2а21/2а2.Ъ где а21 — углы в суставах одной стороны, а а2] — другой). Исследования проводились в произвольном режиме ходьбы и при максимально доступной пациенту скорости УЪ в навязанном режиме на тредмилле.
Оценивались максимальные отклонения амплитуд движения по каждому суставу от нормы при данной скорости ходьбы, их динамика и степень ангулометрической асимметрии при возрастании скорости локомоции. По полученным данным делалось заключение об изо- и стенолокомоторных ангулометрических перестройках подвижности в суставах нижних конечностей как показателей компенсации имеющихся нарушений ОДС и адаптации ее к новому скоростному режиму локомоции.
Фазовременные соотношения в цикле одиночного и двойного шага измерялись методикой контактной электро-подографии с регистрацией периодов пяточной опоры с передним толчком, «прислаивания» стопы к опоре с переносом на нее всей массы тела, переката через стопу с демпфированием ударных усилий и перемещением давления на плюсну с «отслаиванием» стопы до полного выхода из опоры с задним толчком, а также периода переноса конечности над опорой. Замерялся период двойного шага (Тс) по каждой конечности, а также периоды опоры (1в), двойной опоры (1^) и переноса (1т) конечности. Вычислялись их доли в Тс (в %); отношения полных периодов шага правой и левой сторон Кг=Тс (ф/Тс (в) — коэффициент ритмичности ходьбы и К=1в (<!)Дв (в) — коэффициент динамического опоропредпочтения.
Всего обследовано 44 больных с коксартрозом III стадии. Из них 34 — с односторонним поражением и 10 — с двусторонним поражением тазобедренного сустава. Исследованы больные с выраженными нарушениями статико-динамиче-ской функции (СДФ) ОДС в III стадии развития коксартро-за, т. е. те, которым было показано эндопротезирование. Все пациенты оперированы (у 34 — одностороннее эндопротезирование, у 10 — двустороннее). Представлены результаты
биомеханического исследования СДФ ОДС при коксартрозе до операции, а затем обобщенные данные их в различные сроки (до 2 лет) после нее.
Результаты и обсуждение. Показатели при двустороннем поражении тазобедренного сустава. Показатели статики. По данным стато-динамометрии (4-польного взвешивания), усилие реакции опоры незначительно (на 9,3%) преобладает на более пораженной конечности, составляя (56,2±1,4)% массы тела и соответственно (43,8±1,7)% ее на менее пораженной с Ка=1,28 при разбросе данных 5—10% и компенсации зрением более 7%. При этом на менее пораженной стороне также, как на более пораженной, наблюдалась тенденция к пяточному стоянию с КН:П=3,03 и КН:П=7,14 соответственно. Это создает диагональный перекос опоры с К=2,36 с пяточным опоропреобладанием на менее пораженной стороне 29,7% и на более пораженной — до 6,8%, т. е. здесь также налицо отчетливая тенденция к нагружению менее пораженной конечности с одновременным «завалом» назад. Как следствие такой биомеханической ситуации — небольшая ротация таза в пораженную сторону, усиленный лордоз и сколиотическое искривление поясничного отдела позвоночника. Все эти факторы способствуют развитию нестабильности звеньев кинематической схемы тела и неустойчивости стояния, отчетливо проявляющейся под функциональными нагрузками. При этом также развиваются «паразитные» статические моменты в суставах позвоночника и конечностей — дисбаланс сил, что требует усиления напряжения соответствующих групп мышц для удержания равновесного вертикального положения тела.
Стабилографическое исследование динамики опорности, стабильности и устойчивости стояния показало, что основной ритм эквилибрации (ОРЭ) также увеличил свою частоту до 0,86—1/с и амплитуду в 1,5—1,8 раза от нормы, т. е. система эквилибрации работает со значительным напряжением. Выражен тренд БЛО (до 1,4—1,7 кгм), что свидетельствует о сниженной стабильности позы вертикальной стойки даже без предъявления нагрузочных тестов. Периодически возникают ВК с амплитудой до 4,3 кгм, в среднем (2,12±0,36) кгм, что отражает нестабильность положения ОЦТ. Его смещение за критическую зону равновесия приводит к развитию ПВСВО различной амплитуды (от 1,4 до 3,2 кгм) до срыва опоры. Эти колебания часто носят ритмический характер «веретен», что характерно для двусторонних поражений (рис. 1).
Анализ траекторий барицентра (Cb) на фазовой плоскости Ф (S, F) по S и F осям, а также
Рис. 1. Гипервентиляционная проба при двустороннем поражении.
длины траектории изображающей точки Ь (Б, Б) миграций АСЬ и угла у° (Б) склонения оси фазового портрета миграций АСЬ относительно оси Б при ОГ и ЗГ показал, что уже при ОГ наблюдается увеличение длин траекторий по Б до 6,14 мм, норма (3,56+0,18) мм и по Б до 5,31 мм, норма (4,63±0,32) мм, т. е., рисунок более округлый. Общая длина траектории Ь (8,Б) равна 227,3 мм, при норме (92,9±9,8) мм. Эти показатели возрастают при ЗГ до 12,6 мм, 11,3 мм и 285,2 мм соответственно, т. е., в 2,05—2,24 раза. Угол у °, норма 1,08—2,14 ° при ОГ достигает 1,92—2,14 °, а при ЗГ возрастает до 2,64—3,71 ° (табл. 1).
Таким образом, при двустороннем коксар-трозе III стадии в позе вертикальной стойки также наблюдается усиление миграции общего центра давления АСЬ и его склонение в сторону, противоположную более пораженной конечности, но менее выраженное, чем при одно-сторонном поражении (рис. 2).
Применение функциональных нагрузок — тестов также показало, хотя и менее выраженную нестабильность в пробе ЗГ и Ромберга с учащением ОРЭ до 1,2/с, увеличением его амплитуды в 2,4 раза, усилением тремора напряжения и появлением ВК до 2,3 кгм и тренда БЛО до 1,7 кгм. Это обусловлено большей симметричностью поражений и контрактурной фиксацией обоих тазобедренных суставов, пассивно повышающей стабильность стояния. В пробах же с ГВ также наблюдается различной степени выраженности дыхательная диссенергия в форме синхронных с дыханием ВК в обеих (Б, Б) плоскостях, а в последействии — замедление
Рис. 2. Проба с закрыванием глаз при двустороннем поражении.
реституции и даже волны раскачивания (5— 6 кгм) в форме «веретенного» ритма. Реакции на ДСТ-тесты выраженные, полифазные с волнами последействия, но латерализация амплитуд в сторону менее поврежденной конечности выражена слабее. Все эти данные также свидетельствуют о сниженной устойчивости позы вертикальной стойки (рис. 3).
Показатели кинематики ходьбы. По результирующим показателям опоры-переноса нижней конечности (ихнография) можно сказать, что на стороне большего поражения также наблюдается значительное укорочение шага (на 43%) с сужением его ширины на 29% и увеличением угла разворота стопы на контралатеральной стороне менее поврежденной конечности на 27% (табл. 2).
Эти изменения основных параметров шага приводят к хромоте, если она сопровождается
Таблица 1
Сводные данные параметров траекторий миграции барицентра при стоянии до и после эндопротезирования
Группа Б (мм) F (мм) L (мм) у ”
Норма 4,63+0,32 3,56+0,18 92,9+9,8 1,08-2,14
1-я 5,52 7,74 278,9 10,2-18,4
1а 4,82 5,73 123,8 1,12-1,14
2-я 5,31 6,14 227,3 1,92-2,14
2а 5,13 5,98 136,7 1,84-2,21
Примечание. Здесь и в табл. 2-4:1-я группа — больные с односторонним коксартрозом до операции; 1а — те же больные после операции; 2-я группа — больные с двусторонним коксартрозом до операции; 2а — те же больные после операции.
Рис. 3. Проба с дестабилизирующими нагрузками (ДСТ) при двустороннем коксартрозе.
Отчетливо виден ритм раскачивания в сагиттальной (8) плоскости.
значительным (более 3 см) опорным укорочением более поврежденной конечности. Типичным также является симптом «утиной» походки, т. е. двусторонняя хромота. Это, в свою очередь, отображается в характеристических параметрах их-нограммы: в 1,13 раза возрастает асимметрия фронтальной составляющей шага («раскачивание» при ходьбе) и в 1,96 раза — вариативность показателей. Опорные «коридоры» сужаются (в 1,36 раза БОК и в 1,31 раза ПОК) за счет уменьшения ширины шага при небольшом увеличении угла разворота стоп с обеих сторон.
Такую реакцию следует считать, однако, недостаточной для компенсации наличной хромоты, что и отображается в увеличении смещения ОЦТ в ходьбе в 1,19 раза в более поврежденную сторону и нарастании девиации ЛНД в эту же сторону в 1,21—1,67 раза. При этом динамический опорный контур по показателю е — оптимальности соотношений длины и ширины шага слабо деформируется (в 1,13 раза) за счет как уменьшения его длины, так и ширины, т. е. ос-
тается достаточно пропорциональным, что объясняет большую равномерность походки, несмотря на наличную двустороннюю хромоту.
Ангулометрическое исследование объемов активной подвижности в суставах нижних конечностей в произвольном, индивидуально оптимальном режиме локомоции показало значительное ее снижение в обоих тазобедренных (в 1,83—2,84 раза от нормы), коленном (в 1,88—2,59 раза) и голеностопном (в 1,14 раза) суставах. Это прямо отражает ограничение подвижности вследствие патологии в обеих тазобедренных суставах без достаточной компенсаторной реакции ОДС, направленной на уменьшение степени хромоты при сниженной до 1,94 км/ч скорости ходьбы — изолокомоторная перестройка. Ее эффективность по ПАСХ достаточна и составляет 85% от необходимого объема для полной ликвидации хромоты (табл. 3).
Под нагрузкой на тредмилле наблюдается слабое падение подвижности в тазобедренных (на 13—25%) и в коленных суставах и ее выраженный прирост (на 55%) в голеностопных с соответствующим снижением ПАСХ до 0,79. Это обусловлено проявлением выраженной «закрепо-щенности» движений в суставах обеих нижних конечностей на фоне хромоты и достижением должной навязанной скорости ходьбы наклоном тела вперед и преимущественно усилением заднего плюсневого толчка стопы — стенолокомоторная перестройка. Такой механизм повышения скорости ходьбы также является крайне невыгодным и энергоемким и не позволяющим значительно увеличивать скорость локо-моции. При изменении же рельефа грунта он может привести к нарушению координации движений и потере равновесия до падения вследствие значительных ограничений подвижности в основных локомоторных суставах. Синдром «связанных ног» уменьшает так же и клиренс переноса нижних конечностей над грунтом и значительно ограничивает возможности больных по преодолению различных препятствий перешагиванием.
Исследование фазовременных характеристик шага показало незначительное увеличение его периода, но при сниженной длине шага с обеих
Таблица 2
Сводные данные ихнографических показателей до и после эндопротезирования (M±m)
Группа ДОШ (см) ШОШ (см) урсо Кс У(%) БОК (см) ПОК (см) ЮЦТ(см) Девиация ЛНД (в ”)
Норма 59,5±2,5 9,5±1,6 7,5±1,4 0,99 2,8 18,6±1,4 24,1±2,4 0,81±0,1 3-5
1-я 37,7±1,7 5,4±0,7 18,7±0,8 1,79 8,6 21,4±0,8 30,7±9,1 1,56±0,7 7-11
1а 57,6±2,2 8,2±0,9 8,7±1,2 1,13 6,1 17,7±0,9 22,4±5,7 1,09±0,4 6-7
2-я 34,1±2,4 6,7±0,4 10,3±1,3 1,12 5,5 13,7±0,4 24,2±5,8 1,19±0,3 6-9
2 а 58,4±3,6 9,3±2,6 8,3±2,5 1,03 7,8 18,6±2,6 27,3±8,8 1,12±0,7 5-6
Таблица 3
Сводные данные гониографических показателей (в °) до и после эндопротезирования (M±m)
Группа В произвольном режиме ходьбы В навязанном режиме ходьбы
ТБС КС ГСС ПАСХ ТБС КС ГСС ПАСХ
Норма 28,4+1,7 67,7+4,3 25,3+6,7 0,98-1,0 40,6+2,7 77,3+5,6 30,8+4,3 1,0
1-я 19,3+3,6 29,2+2,3 31,7+1,2 0,61 20,3+6,1 29,3+4,2 17,7+1,8 0,51
1а 29,6+8,3 68,9+9,3 32,3+7,8 0,95 38,7+2,5 74,8+5,4 36,8+6,4 0,84
2-я 15,5+1,8 26,1+3,6 22,1+1,8 0,85 9,2+2,5 34,6+5,4 30,9+3,8 0,79
2 а 27,3+1,5 57,9+2,1 36,6+1,1 0,94 36,2+2,2 63,5+3,2 46,3+6,8 0,93
Таблица 4
Сводные данные подографических показателей до и после эндопротезирования
Группа Т (с) Тб (%) ь« (%) Ьт (%) Кг
Норма 1,0-1,3 65-67 11-12 33-35 0,98-1,0 0,98-1,0
1-я 1,51+0,41 63,1+0,3 19,2+0,7 37,3+0,4 0,75 0,77
1а 1,32+0,23 65,3+0,8 14,2+0,8 35,4+0,3 0,98 0,97
2-я 1,38+0,42 62,2+0,6 21,3+0,2 38,8+0,5 0,89 0,87
2а 1,30+0,32 66,6+0,7 13,7+0,6 34,4+0,7 0,97 0,98
сторон это приводит к уменьшению скорости ходьбы до 1,59—2,2 км/ч. При этом в структуре шага происходит уменьшение опорного периода 0^) на пораженной стороне на 5—7% с одновременным увеличением переносного периода (1ш) на 11%—15% и двухопорного периода (да) на 74—91%, т. е. здесь так же и в еще большей степени наблюдается феномен «динамического стояния» в шаге на обеих конечностях с опоропред-почтением (Ю=1,15) менее пораженной конечности, т. е. более опорной стороны. Снижение Кг только до 0,89 является прямым указанием на двустороннюю хромоту (табл. 4).
Таким образом, функционально-биомеханическое исследование деятельности ОДС при двустороннем коксартрозе III стадии показывает менее значительные нарушения организации позы вертикальной ортогональной стойки, ее более высокую, но пассивную стабильность. Выраженную неустойчивость к функциональным тестам и напряженность стойки вследствие порочного положения пораженных конечностей, их двусторонней контрактурной фиксации и наличия других реактивных изменений (сколиоз поясничного отдела позвоночника, ротации таза вперед и др.). Кинематика ходьбы также нарушена вследствие ограничений подвижности в обоих тазобедренных суставах, недостаточности механизмов компенсации имеющихся нарушений и неэффективности изо- и стенолокомоторных перестроек движений в суставах при увеличении скорости локомоции.
Показатели после эндопротезирования. Предварительный анализ полученных данных функцио-
нально-биомеханического исследования показал, что результаты эндопротезирования при одностороннем поражении тазобедренного сустава и результаты двустороннего эндопротезирования при двустороннем коксартрозе, практически идентичны. Поэтому они рассматриваются совместно.
Показатели статики. По данным статоди-намометрии (4-польного взвешивания), усилие реакции опоры слабо преобладает на непораженной или менее пораженной конечности, составляя (51,9±1,3)% массы тела и соответственно (48,1±2,5)% массы на контралатеральной с Ка=1,08 при небольшом разбросе данных 2—4% и полной компенсацией зрением. Однако при этом на обеих сторонах наблюдается тенденция к носково-плюсневому стоянию с КН:П=1,68 и КН:П=1,58 соответственно. Дефицит пяточной опоры 7—12%, т. е. налицо слабая тенденция к нагружению менее пораженной конечности с легким наклоном туловища вперед.
Стабилографическое исследование динамики опорности, стабильности и устойчивости стояния показало, что в ОРЭ по-прежнему, но в меньшей степени увеличена частота до
0,83—1,0/с и амплитуда в 1,3—1,5 раза от нормы, т. е. система эквилибрации продолжает работать с некоторым напряжением. Слабо, но выражен тренд БЛО (до 0,5 кгм), что свидетельствует о все еще сниженной стабильности позы вертикальной стойки даже без предъявления нагрузочных тестов. Периодически возникают ВК с амплитудой до 2,3 кгм, что также отражает некоторую нестабильность положения — ОЦТ. Его смещение за критическую зону рав-
Рис. 4. Гипервентиляционная проба после двустороннего эндопротезирования.
новесия также приводит к развитию ПВСВО различной амплитуды (от 1,2 до 2,3 кгм), но без срывов опоры и потери равновесия (см. рис. 3).
Анализ траекторий барицентра (СЬ) на фазовой плоскости Ф (Б, Б) по Б и Б осям, а также длины траектории, изображающей точки Ь (Б, Б) миграций АСЬ и угла у ° (Б) склонения оси фазового портрета миграций АСЬ относительно оси 5 при ОГ и ЗГ, показал, что при ОГ все еще наблюдается увеличение длин траекторий по Б до 5,73 мм, норма (3,56+0,18) мм, и по Б до 4,82 мм, норма (4,63+0,32) мм. Общая длина траектории Ь (Б, Б) равна 123,8 мм при норме (92,9+9,8) мм. Эти показатели возрастают при ЗГ до 7,09 мм, 6,36 мм и 148,2 мм соответственно. Угол у ° (Б), норма (1,08—2,14 °) при ОГ достигает 1,12—1,14 °, а при ЗГ возрастает до 2,94—3,79 °.
Таким образом, после операции эндопротезирования в позе вертикальной стойки сохраняется несколько усиленная миграции общего центра давления АСЬ и некоторое его склонение в сторону, противоположную пораженной конечности (рис. 4).
Применение функциональных нагрузок также показало сохранение нестабильности в пробе ЗГ и Ромберга с учащением ОРЭ до 0,83—1/с, увеличением его амплитуды в 1,3 раза, усилением тремора напряжения, сохранением ВК до 2,6 кгм и тренда БЛО до 1,7 кгм. В пробах с ГВ наблюдается различной степени выраженности дыхательная диссенергия в форме синхронных с дыханием ВК в обеих (Б, Б) плоскостях, но в последействии — реституция в пределах нормы. Ре-
Рис. 5. Дестабилизирующие пробы (ДСТ) после двустороннего эндопротезирования.
акции на ДСТ-тесты умеренно выраженные, хотя еще встречаются и полифазные с волнами последействия и латерализацией амплитуд в сторону менее поврежденной конечности. Все эти данные свидетельствуют об отчетливом повышении устойчивости позы вертикальной стойки после операции одностороннего или двустороннего эндопротезирования (рис. 5).
Показатели кинематики ходьбы. По результирующим показателям опоры-переноса нижней конечности (ихнография) можно сказать, что операция эндопротезирования увеличивает длину и ширину шага практически до нормы, но сохраняет увеличенным углы разворота стоп. Такой факт можно рассматривать как проявление сохранившегося динамического стереотипа выработанной за период заболевания до операции патологической походки, хотя хромота практически ликвидирована.
Это, в свою очередь, отображается в характеристических параметрах ихнограммы: асимметрия фронтальной составляющей шага («раскачивание» при ходьбе) снижена на 16—42%, а вариативность уменьшена в 3,1 раза. Опорные «коридоры» нормализованы с легким преобладанием ПОК (на 13% от нормы) за счет увеличенных углов разворота стоп. Такую биомеханическую ситуацию следует считать нормативной по направленности и достаточной для компенсации легкой хромоты после операции, что отображается в увеличении смещения ОЦТ в ходьбе в 1,75 раза в менее поврежденную сторону и девиации ЛНД в эту же сторону в 1,4—1,67 раза от нормы. При этом динамический опорный контур деформируется на 10% по показателю е — оптимальности
соотношений длины и ширины шага преимущественно за счет увеличения его ширины.
Ангулометрическое исследование объемов активной подвижности в суставах нижних конечностей в произвольном, индивидуально оптимальном режиме локомоции показало ее увеличение в тазобедренном (в 1,42—1,91 раза) и коленном (в 1,98—2,64 раза) в голеностопном (в 1,16— 1,67 раза) суставах. Если первый показатель прямо отражает увеличение подвижности в тазобедренных суставах больше нормы (гиперлюксация в среднем на 4%) вследствие оперативного снятия конт-рактурных ограничений, то последний является проявлением компенсаторной реакции ОДС, направленной на уменьшение степени хромоты — изолокомоторная перестройка. Однако ее эффективность по ПАСХ несколько (на 6%) недостаточна для полной ликвидации хромоты.
Под нагрузкой на тредмилле также наблюдается недостаточный прирост подвижности в тазобедренном (дефицит 12%) и коленном (22%) суставах при компенсаторной гиперлюксации в голеностопном (на 33%) с соответствующим снижением ПАСХ до 0,84—0,93, т. е. стенолокомоторная перестройка подвижности в суставах нижней конечности после операции эндопротезирования носит в общем правильный, близкий к нормативному характер. Это обеспечивает повышение скорости ходьбы наиболее выгодным и наименее энергоемким способом за счет использования феномена резонанса собственных и навязанных частот многозвенного маятника — нижней конечности. Однако имеющаяся легкая динамическая нестабильность и дискоординация движений в нижних конечностях может при изменении рельефа грунта привести к потере равновесия в ходьбе. Поэтому на период «освоения» хождения после операции следует проводить специальные методические занятия и в дальнейшем рекомендовать более осторожную и самоконтро-лируемую ходьбу.
Исследование фазовременных характеристик шага показало значительное их улучшение: полный период шага, период опоры и переноса нормализовались, хотя двухопорный период остался на 25% больше нормы («динамическое стояние»). Эти данные хорошо коррелируют с увеличением скорости ходьбы до 3,73—4,86 км/ч и даже 5 км/ч. Нормализуются так же коэффициент ритмичности Кг=0,97 и коэффициент динамического опо-ропредпочтения К=0,98, т. е. ходьба становится равномерной и более плавной.
Выводы. 1. Функционально-биомеханическое исследование деятельности опорно-двигательной системы после одно- и двустороннего эндо-
протезирования при коксартрозе III стадии показывает значительные улучшения как организации позы вертикальной ортогональной стойки, ее стабильности, устойчивости к функциональным тестам, так и особенно кинематики ходьбы вследствие снятия ограничений подвижности в тазобедренном суставе, достаточности механизмов компенсации остаточных нарушений и эффективности изо- и стенолокомоторных перестроек движений в суставах при увеличении скорости локомоции.
2. Сохранившаяся, однако, легкая нестабильность, неустойчивость и напряженность, как стояния, так и ходьбы требуют предписания режима осторожной индивидуальной последовательной нагрузки опорно-двигательной системы. Следует больным избегать резких движений и ударных нагрузок на нижние конечности.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Абельцев В.П.. Методика оценки клинических показателей состояния тазобедренного сустава до и после оперативного лечения при диспластическом коксартрозе // Вестн. травма-тол. и ортопед. —2004.—№ 2.—С. 22-26.
2. Белянин О.Л. Стабилография в оценке статико-динамической функции при поражениях опорно-двигательной системы // ВТЭ и СТР инвалидов при нарушениях двигательной функции: Сб. научных трудов ЛИЭТИН.—Л., 1991.—С. 70-76.
3. Богданов В.А., Гурфинкель В.С. Биомеханика локомоций человека. Физиология движений: Руководство по физиоло-гии.—Л.: Наука, 1976.—С. 276-316.
4. Клиническая биомеханика / Под ред. В.И.Филатова.—Л.: Медицина, 1980.—200 с.
5. Комплексная оценка нарушений статико-динамической функции и ее компенсации при дегенеративно-дистрофических поражениях тазобедренного сустава: Метод. реком.—Л., 1985.—24 с.
6. Скворцов Д.В. Клинический анализ движений (анализ по-ходки).—М.: НМФ «МБН», 1996.—346 с.
7. Скворцов Д.В. Стабилометрия.—М.: НМФ «МБН», 2000.—192 с.
8. Wright J.G., Young N.L., Waddell J.P. et al. The Reliability and Validity of the Self-Reported Patient-Specific Index for total hip arthroplasty // J. Bone Joint Surg.—2000.—Vol. 82-A.— P. 829-837.
Поступила в редакцию 20.11.2005 г.
V.A.Neverov, S.Kh.Kurbanov, O.L.Belyanin, Mokhammed Abukhadra
BIOMECHANICAL INVESTIGATIONS IN THE ASSESSMENT OF EFFECTIVENESS OF ENDOPROSTHESIS
Based on complex biomechanical investigations the authors have brought out clearly that after endoprosthesis in coxarthrosis patients the biomechanical indices concerned with maintenance of posture and kinematics of walking were markedly improved. The remaining light instability, unsteadiness and tension when standing and walking require strict individualization, sequence, loading of the locomotor apparatus.
