Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы.
Глава 2. Материалы и методы исследования .
Глава 3. Исследование нервно-мышечной системы. Обоснование применения функционального биоуправления. ( собственные наблюдения)
Глава 4. Комплексное лечение врожденной косолапости с применением метода функционального биоуправления.
а. устранение деформации и фиксации спицами .
б. устранение деформации при помощи аппаратной техники .
Глава 5. Результаты лечения.
Заключение .
Выводы.
Список литературы.
- Материалы и методы исследования
- устранение деформации и фиксации спицами
- устранение деформации при помощи аппаратной техники
- Заключение
Материалы и методы исследования
С точки зрения клиники, дети с врожденной косолапостью имеют внутреннюю торсию и гипотрофию мышц голени. Патологически измененная стопа, как правило, меньше на один-два размера и в ширину и в длину. Деформациям стопы сопутствует снижение объема голени в сравнении со здоровой стороной и нередко укорочением конечности в пределах 0.5 см. При осмотре обязательно определение мышечной силы и чувствительности, особенно передней и наружной групп мышц. Необходимо также учитывать степень и ригидность косолапости, наличие и глубину кожных складок, плотность мышц и их силу (Spiegel D. A., Loder R.T.,2003).
При тяжелой косолапости в патологический процесс вовлечены голеностопный, подтаранный, предплюсневые суставы, что клинически проявляются эквинусом и варусом заднего отдела, а также аддукцией переднего отдела стопы (Конюхов М.П., Лапкин Ю.А., и др. 2000).
Смещение костей стопы происходит, главным образом, за счет ротации в подтаранном суставе. Пяточная кость ротируется кнутри в горизонтальной плоскости на межкостной связке скользя, смещает головку и шейку таранной кости кпереди от голеностопного сустава, а пяточный бугор перемещается кзади от латеральной лодыжки. Таким образом, близость пяточной кости и латеральной лодыжки обусловлена не только эквинусом, но и ротацией последней в подтаранном суставе в горизонтальной плоскости. Поэтому создается ощущение, что задний отдел стопы находится в варусе. Таранно-ладьевидный сустав также находится в подвывихе, так как медиальное смещение ладьевидной кости происходит вокруг головки таранной кости. Кубовидная кость при этом смещается медиально по отношению к пяточной. Иногда указанные виды смещения дополняет внутренняя ротация костей среднего отдела стопы. Turco V.J.,1971,1979; Carroll N.S. et.al., 1978; McKay D.V., 1982; Herzenberg et.al., 1991; Scarpa A.A. 1994.
Кости плюсны часто деформированы и отклонены кнутри на уровне плюсне-предплюсневых суставов, которые могут быть нормальными по строению, а непосредственно ось плюсневых костей может находиться в аддукции. Согласно закону Вольфа, при отсутствии лечения с ростом у детей появляются вторичные дегенеративные изменения в суставах заднего и среднего отделов стопы, усугубляемые тяжестью изменений в мягких тканях и началом ходьбы Зацепин Т.С. (1965). Все это говорит о необходимости исправления деформации до начала ходьбы ребенка.
Деформации, появившиеся в результате косолапости, представляют собой спектр аномалий как в смысле анатомической составляющей, так и ригидности заболевания. В основном различают две формы врожденной косолапости: типичную (80%) и атипичную (20%).
К типичным формам врожденной косолапости относятся варусные контрактуры, связочные формы, когда деформация у большинства больных корригируется полностью или же частично поддается коррекции, и костные формы с выраженными изменениями и деформациями костей, не поддающиеся коррекции Куслик М.И., 1936; Зацепин Т.С, 1947; Вреден P.P., Дедова В.Д., 1956; Волков М.В., Дедова В.Д., 1972; Конюхов М.П., Лапкин Ю.А., 2000; Turco V.J., 1981; Somppi F.,1984; Flynn J.M., 1998; и др.
К атипичным формам относят косолапость, наблюдаемую у больных артрогрипозом и другой системной патологией, сопровождающуюся врожденными дефектами костей, амниотическими перетяжками и т.д.
В зависимости от тяжести деформации и подверженности ее мануальной коррекции авторы различают три степени косолапости (
Розовская Л.Е., 1973; Тер-Егиазаров Г. М., 1997; Гафаров Х.З., 1995; Shapiro F., Spech L., 1993; Sodergard J., Ryoppy S., 1994. Зацепин T.C. в 1956 году разделял все виды косолапости на: - легкие формы, свободно поддающиеся консервативной терапии. - мягкотканные или связочные формы, при которых деформация стопы частично исправляется мануальной коррекцией, но сохраняет пружинистое сопротивление. -тяжелые или костные формы. Когда при попытке коррекции такой деформации сразу ошушается жесткое сопротивление, препятствующее исправлению. Предложены классификации косолапости по тяжести деформации в зависимости от близости ладьевидной кости к внутренней лодыжке, а пяточного бугра к наружной лодыжке Pirani S.A., 2004; в зависимости от характеристик стопы Dimeglio A. et.al., 1995; при этом между этими классификациями имеется четкая связь ( Morrissy R.T., and Weinstein S.L., 2006). Такая разноречивость мнений в вопросах этиологии, патогенеза и классификации врожденной косолапости приводит к тому, что в вопросах лечения также нет единого мнения. Консервативное лечение.
Наиболее древним методом лечения врожденной косолапости является консервативный метод. Основной принцип, который предложил Гиппократ — ручное исправление деформации и удержание достигнутой коррекции (460-377 гг. до н.э.). В 210 г. н.э. Caelius Aurelianus описал лечебные приспособления, которые применяли при лечении врожденной косолапости. В 1571-1575 гг. Ambroise Pare во Франции и одновременно с ним Arcaeos (1574г.) в своих работах привели ряд устройств для лечения врожденной косолапости.
устранение деформации и фиксации спицами
Для изучения элементов двигательного навыка и особенностей нервно-мышечной системы при деформации стопы нами был использован комплексный подход с применением средств электрофизиологических и биомеханических исследований.
Клиническое исследование включало в себя: сбор анамнеза, осмотр, пальпацию, оценку тонуса, силу мышц и функцию нижней конечности путем измерения активных и пассивных движении голеностопного сустава, измерение длины и окружности сегментов нижней конечности и фиксация изменений указанных параметров на этапах лечения при помощи цифровой фотографии.
При сборе анамнеза нами учитывались следующие данные: -возраст ребенка, когда поставлен диагноз и начато лечение; -метод и вид раннее применявшегося ортопедического пособия; -имевшиеся осложнения. больных лечились консервативно. Однако из-за отсутствия положительного эффекта, им было произведено оперативное лечение врожденной патологии стоп по месту жительства. В ЦИТО эти пациенты обратились уже с рецидивом деформации. пациентов до обращения в ЦИТО не получали ни какого лечения. Возраст от 4 до 6 лет.
После ретроспективного анализа ортопедического лечения установлено, что наиболее частыми недостатками предыдущего лечения являлись следующие моменты: -позднее начало лечения; -его бессистемность и непродолжительность; -низкая активность со стороны родителей при участии в лечении ребенка; -неадекватность внешней фиксации конечности после достижения коррекции или недостаточные ее сроки. -отсутствие консервативного лечения непосредственно перед операцией и короткий восстановительный период после хирургического вмешательства.
При поступлении всем пациентам проводилась клиническая оценка общего статуса организма, функциональных возможностей пациентов и состояния пораженных стоп.
За основу в основном бралось наличие трех основных компонентов: эквинус, варус пяточного отдела, приведение и супинация переднего отдела стопы в спонтанном положении при активной и пассивной коррекции. Определялась также опороспособность конечности, правильность площади опоры и особенности походки. У 69 пациентов возрасте от 4 до 7 лет деформация была достаточно мобильна, легко поддающаяся пассивной коррекции. У 32 пациентов возрасте от 3 до 8 лет имелись тяжелые ригидные контрактуры, с трудом поддающиеся пассивной коррекции.
Несмотря на тяжелые деформации стоп, большинство наших пациентов передвигались без посторонней помощи. Некоторые пациенты самостоятельно передвигаться не могли. (Рис. 1,2.) Рис.1. Пациентка Ч.Ялет ( И/Б№1505;2009г.) Диагноз: Врожденная двусторонняя косолапость.
У 12 пациентов отмечалось наличие натоптышеи. Рис.3. Больная Щ.блет (И/Б № 2940; 2008г.) Диагноз: Врожденная двусторонняя косолапость.
После общего осмотра, пациентам проводились также измерения длины и окружности конечностей. Измерение проводились с помощью гибкой сантиметровой ленты. Длина конечности у всех пациентов одинаковая, однако на пораженной конечности имеется гипотрофия мышц голени на 20 % по отношении здоровой конечности. У большинство пациентов стопа на пораженной конечности короче на 0,5 -1 см. по отношении здоровой стопы. Для выявления имеющихся двигательных нарушений, количественной и качественной оценки функционального состояния мышц голени и стопы мы проводили традиционные клинические и инструментальные методы обследования: мануальное мышечное тестирование, выявление нарушений в рефлекторной и чувствительной сферах.
Общепринятым методом исследования мышечной силы является мануальное мышечное тестирование (ММТ). Впервые метод градации мышечной силы применил в начале XX века RW.Lovett, при обследовании детей с последствиями полиомиелита. В 1946г с некоторыми изменениями методика была принята Американским Национальным Обществом борьбы с детским церебральным параличом. Daniels, Williams и Worthingham в 1947 г. издали книгу с подробным описанием исследования. До настоящего времени практически все авторы при оценке функционального состояния мышц используют данную (несколько упрощенную) классификацию. Функция (сила) мышц оценивается по 5-бальной системе.
В работе помимо клинического обследования мы использовали ряд дополнительных методов инструментальных исследовании: лучевая диагностика (рентгенография, КТ), электрофизиологический и биомеханический методы. Рентгенографический метод.
Всем детям с врожденной косолапостью проводилась рентгенография поврежденных конечностей, которая выполнялась на рентгеновском аппаратах duo «DIAGNOST» (Philips) и PROTEUS XR/a в отделении лучевой диагностики ФГУ ЦИТО (руководитель доктор мед. наук профессор А.К. Морозов) с целью оценки состояния костных структур стопы и голеностопного сустава. По данным рентгенографии были изучены взаимоотношение суставных концов костей стопы, дислокация таранной кости.
Основной рентгенологической особенностью косолапости у детей до 1 года является параллельное расположение осей таранной и пяточной костей. Снимок осуществляется во фронтальной и сагиттальной плоскостях в положении подошвенной флексии стопы под углом 30. Для определения диапазона движений у детей старшего возраста с изучением относительного положения таранной и пяточной костей после проведенного лечения исследование проводится в положении максимальной подошвенной и тыльной флексии. Угол между вертикально расположенными осями (при исследовании во фронтальной плоскости) в норме составляет 25-40, значение менее 20 считается патологическим. В процессе лечения пяточная кость вращается наружу, таранная кость ротируется, но в меньшей степени, угол между ними увеличивается.
Латеральный угол (при исследовании в сагиттальной плоскости) между линией, проведенной через середину блока и головки таранной кости, и линией вдоль нижней поверхности пяточной кости обычно составляет 35— 50, при косолапости он меньше 35 и может быть даже отрицательным. Сумма двух углов составляющая более 40 является признаком хорошей коррекции.
устранение деформации при помощи аппаратной техники
Цифровой спектральный анализ — один из методов обработки сигналов, который позволяет охарактеризовать частотный состав измеряемого сигнала. Регистрация глобальной ЭМГ предусматривает одновременную запись биоэлектрических сигналов активности всех волокон, входящих в состав мышцы. Различные по скоростным качествам волокна сокращаются с определенной частотой. Так для топических (медленных) волокон частота сокращений находится в диапазоне 5-11 Гц, тогда как самые быстрые (фазические) волокна способны сокращаться до 100 раз в секунду (Мак Комас А.Дж. Скелетные мышцы. Киев, 2001 с 214-217:). Разложение суммарного (глобального) гармонического сигнала ЭМГ по интенсивности частотных составляющих позволяет определить функциональный тип исследуемых мышц. В приведенном примере спектральный анализ выявил очевидные различия характеристик частотного диапазона осцилляции передних большеберцовых мышц. Так если на «здоровой» стороне имеется максимум частот в диапазоне 20-160 Гц, то на стороне повреждения диапазон максимума смещается в более высокую часть спектра (выше 90-160 Гц). Примечательно наличие двух пиков на спектрограмме активности здоровой передней большеберцовой мышцы — 20-60 Гц и 70-110 Гц, наблюдаемое в 76% случаев. Выявленные изменения указывают на снижение в пораженных мышцах перонеальной группы активности тонических волокон при произвольном напряжении.
Изучение тонической активности мышц голени. При проведении компьютерной ММГ изучали характеристики тонуса покоя и напряжения (произвольная механическая активность), а также параметры вызванных механических ответов мышц голени.
Регистрация тонуса напряжения передних большеберцовых мышц выполнялась при активном сгибании стопы с максимальным мышечным напряжением, икроножных мышц — при разгибании. Значения тонуса покоя носили индивидуальный характер для каждого пациента и колебались от 8,8 до 71,2 кПа, однако прослеживалась четкая закономерность его распределения в группе одностороннего поражения, а именно, максимальное значение регистрировалось на передних большеберцовых мышцах неповрежденной стороны. В связи с этим для расчета усредненных показателей это значение принималось за 100%, значения тонуса с остальных мышц приводились в процентном отношении (таб. 4).
Результаты стимуляционной ММГ выявили умеренное повышение амплитуды механического ответа мышц голени пораженной стороны, но при выраженных качественных изменениях формы кривой ответа. По соотношению длительности фаз сокращения и расслабления механические ответы передних большеберцовых мышц пораженной стороны в отличие от здоровой более характерны для «быстрых» фазических мышц. Икроножные мышцы пораженной стороны в сравнении со здоровой, в свою очередь, проявляют характеристики значительно более «медленных» тонических мышц.
Нормально сформированный навык активной стабилизации стопы предусматривает преимущественно тоническую функцию задней группы мышц голени, в то время как мышцы перонеальнои группы являются преимущественно фазическими, но при сохранении тонической функции, что отражается в процентном отношении медленных и быстрых волокон в их составе. Регуляция тонической функции мышц является неосознанным (исключительно рефлекторным) видом деятельности системы биоуправления двигательной активностью.
Изучение произвольной биоэлектрической активности мышц голени в условиях закрытого биокинематического контура.
Стратегия активных стабилизаторов стопы при выполнении двигательных навыков исследовалась с использованием аппаратно программного комплекса «ELITE-2002». Тестирование проводилось при реализации автоматизированных локомоций — стояние и ходьба.
Поддержание равновесия при стоянии и ходьбе обеспечивается напряжением мышц-стабилизаторов. Сохранение равновесия — процесс динамический. Испытывая всевозможные влияния, дестабилизирующие баланс, нейромышечная система непрерывно корректирует двигательную стратегию обеспечения устойчивости тела, что инициирует активное включение мышц, причем временные характеристики их напряжения имеют тесную связь с дестабилизирующим агентом. В качестве источников информации о положении тела выступают зрительный, вестибулярный и соматосенсорный анализаторы. Основными двигательными стратегиями сохранения баланса тела при стоянии являются голено-стопная (стабилизация центра масс в сагиттальной плоскости) и тазобедренная (стабилизация во фронтальной плоскости).
Регистрация активности мышц голени проводилась при положении пациентов в так называемой стандартной основной стойке: ноги и туловище выпрямлены, голова держится ровно, руки свободно свисают по сторонам. Запись биопотенциалов производилась в течение 50 секунд. Смещение общего центра масс при естественных колебаниях тела корригировалось системой биоуправления мышечной деятельностью, «руководствуясь» двигательным навыком, выработанным в процессе психомоторного развития. Корректирующая активация мышц голени («мышечный ритм») в норме выражается в возбуждении передней и задней групп (в основном) в антагонистическом режиме, обеспечивая балансирующую стабилизирующую функцию.
При исследовании активности передних болыиеберцовых и икроножных мышц в группе больных с односторонней врожденной косолапостью были выявлены выраженные изменения качественных и количественных характеристик ЭМГ (рис.19). В отличие от здоровой на пораженной стороне их «мышечный ритм» возбуждения носил синергический характер с инверсией амплитудных отношений (рис. 20, таб. 5).
Спектральный анализ записей определил значительное расширение спектра ЭМГ передних большеберцовых мышц пораженной стороны со снижением низкочастотной составляющей, что свидетельствует о снижении количества функционирующих тонических мышечных волокон. Для ЭМГ икроножных мышц пораженной стороны характерно сужение спектра и смещение в низкочастотную область (рис. 22.).
Ни в одном случае не было зарегистрировано грубых нарушений проведения по моторным волокнам большеберцовых и малоберцовых нервов. Терминальная латентность к мышцам пораженной стороны была равной, или незначительно увеличенной по отношению к здоровой стороне. Наиболее выраженные изменения параметров М-ответов были зарегистрированы в передних большеберцовых мышцах на стороне повреждения. Выявленные изменения соответствуют надсегментарному характеру поражения нервно-мышечной системы.
Результаты комплексного исследования нервно-мышечной системы свидетельствуют об изменении двигательного навыка биоуправления активностью мышц голени при врожденной косолапости, особенно показательное в случаях одностороннего поражения. Основные проявления локализуются в мышцах перонеальной группы и характеризуются значительным снижением фазической активности и выпадением функции тонических двигательных единиц, отвечающих за активную стабилизацию стопы, что свидетельствует о перестройке архитектоники мышц. Состояние задней группы мышц голени отличается повышением тонуса «покоя», но снижением тонуса напряжения. При тестировании мышц в ходьбе выявляется функциональная несостоятельность передней группы, нарушение фазности сокращений и реципрокных взаимоотношений мышц голени, значительное нарушение системы супрасегментарного управления движениями
Выявленные патологические изменения диктуют необходимость формирования адекватного двигательного навыка у пациентов после коррекции деформации на уровне пассивных стабилизаторов стопы.
Заключение
Для изучения эффективности использования тренировок с БОС по ЭМГ в схеме восстановительного лечения в качестве аппаратного обеспечения мы использовали аппаратно-программный комплекс «CoNan». Тренировки проводили с помощью электронной приставки, средством сигнализации служили мультимедийные игровые сюжеты, управляемые интенсивностью биоэлектрической активности тренируемых мышц. Использовали дифференцирующий режим — биоэлектрическая активность передней большеберцовой мышцы выступала в роли положительной обратной связи, икроножной — отрицательной.
В начале и в конце каждого сеанса тренировок, а также на различных этапах лечения проводилась регистрация ЭМГ тренируемых мышц при выполнении сгибания стоп. Для качественной и количественной оценки эффективности лечения при анализе ЭМГ использовался коэффициент реципрокности (КР), который рассчитывался по формуле:
Показания КР отражали координаторные отношения мышц антагонистов и давали представление об адекватности выполнения мышцами голени стабилизирующей функции. Длительность курса составляла 15 процедур (3 недели). Курс функциональной коррекции двигательных нарушений методом ФБУ условно делится на три этапа: этап (подготовительный) — 3-5 занятий (знакомство с технологией метода; обучение пациента выполнению двигательных заданий под контролем аппарата; выработка мышечного чувства; обучение контролю за состоянием релаксации мышц с повышенным тонусом). II этап {основной) — 10-15 занятий (закрепление и развитие навыков, полученных на 1 этапе; повышение сократительной способности ослабленных мышц; коррекция патологического двигательного стереотипа; формирование нового двигательного навыка). III этап (заключительный) — 3-5 занятий. Этап предназначен для закрепления и развития навыков, полученных на I и II этапах, автоматизации полученных навыков — возможности их воспроизведения при отключенном сигнальном устройстве (без БОС).
При проведении тренировок с БОС по ЭМГ электромиографические электроды укреплялись в проекции двигательных точек передних болыпеберцовых и икроножных мышц. Двигательное задание — разгибание стопы (рис. 11). На первом этапе добивались появления у пациента ощущения напряжения передней большеберцовой мышцы, время напряжения до 20 сек. Следующие сеансы были направлены на развитие способности длительного удержания напряжения (до 90-120 сек) с одновременным торможением активности икроножной мышцы. При этом порог чувствительности прибора соответствовал 30—50% от максимального напряжения. Использование в качестве средств сигнализации компьютерных мультимедийных игр в значительной степени повышали фактор мотивации при1 лечении. Все процедуры проводились при активном участии пациента.
На рисунках представлены принципы использования ФБУ ( БОС по ЭМГ). (Рис. 31.Рис.32) Рис.31. Фиксация электродов при проведении тренировки мышц голени с БОС по ЭМГ. ( В аппарате внешней фиксации).
Фиксация электродов при проведении тренировки мышц голени с БОС по ЭМГ. (В окончатой гипсовой повязке.)
Нами изучен процесс обучения избирательному напряжению мышц пораженных конечностей в группе из 12 больных врожденной косолапость. В качестве контрольной группы выступали 7 пациентов, проходивших лечение без ФБУ. Оценивались показатели биоэлектрической активности до начала курса, после 3, 8 и 15 сеансов тренировок.
Отмечено, что во всех случаях появление ощущения напряжения тренируемых мышц происходит после 2-3 процедур. На этапе поиска ощущений мы ограничивали желание больного добиться результата путем увеличения силы напряжения, отмечая при этом необходимость развить именно «правильное» но не интенсивное напряжение передних болыпеберцовых мышц с одновременным «подавлением» активности икроножных. Общая длительность первых 2-х 3-х процедур составляла до 12 мин., к 8-й- продолжительность тренировок доводилась до 20 минут.
Анализ полученных данных свидетельствует о выраженной инверсии амплитудных показателей произвольной биоэлектрической активности исследованных мышц в обеих группах в начале лечения. В процессе лечения отмечается снижение интегрального показателя (ИП) ЭМГ передних болыпеберцовых мышц в основной выборке в 1,7 раза, в контроле — в 1,2 раза (р 0,05), для икроножных мышц отмечен прирост ИП в 3,7 в основной и в 1,6 в контрольной группах (/? 0,05), что свидетельствует об улучшении функции уровня «А».
Что касается восстановления адекватных реципрокных отношений мышц голени, то здесь динамика выражена в меньшей степени. В основной выборке КР снизился с 543±41 до 85±16, в контрольной — с 524±44 до 257±37 (/? 0,05) при значении «нормы» 27±6. В то же время отчетливо прослеживалось появление адекватного стереотипа активности в основной группе.
С целью нормализации реципрокных отношений мышц-антагонистов проводили 10-дневный курс тренировок с обратной связью по статокинезиограмме (БОС по СТГ). Методика основана на использовании параметров стабилометрии. Находящийся на стабилометрической платформе пациент, балансируя равновесием, перемещает общий центр масс (ОЦМ). Датчики платформы регистрируют это перемещение, аппаратно-программная часть комплекса, используя оперативные данные обработки сигналов датчиков, генерируют команды управления для компьютерных мультимедийных игр. Двигательным заданием для пациента является перемещением ОЦМ управлять движением объекта в игре по определенной траектории. Средством сигнализации при этом являются звуковая зрительная информация на мониторе. В ходе тренировок решаются задачи восстановления опороспособности конечности, точностью движений, а также задачи связанные с управлением движениями тела и его баланса. Тренировки производятся под непрерывным мониторингом активности мышц с возможностью оперативного управления процессом.
Основной целью при использовании тренировок с БОС по СКГ является восстановление реципрокных отношений мышц-антагонистов (сгибателей и разгибателей) голени. Аппаратно-программное обеспечение настраивалось с акцентом на необходимость точного перемещения ОЦМ в саггитальной плоскости, при этом, в соответствии с голеностопной двигательной стратегией удержания баланса тела, актуализировались именно реципрокные взаимоотношения мышц голени (рис. 35 и 36).
