Для оценки восстановления опороспособности, статики и динамики ходьбы больных с заболеваниями тазобедренного сустава применяются биомеханические методы исследования. Замена естественного тазобедренного сустава на искусственный выключает из области нижней конечности большую афферентную зону (головка и шейка бедренной кости, синовиальная оболочка, капсула и связки сустава, хрящевая часть вертлужной впадины). Это играет большую роль в обеспечении стабильности сустава, равновесия и сбалансирования в работе мышц – антагонистов нижней конечности [1-3].
Материалы исследования
Нами было проведено сравнительное биомеханическое исследование цикла шага тазобедренного сустава в разных клинических случаях. Исследованию подвержены 23 пациента, из них 10 пациентов с деформирующими коксартрозами 3-й степени, 10 пациентов после тотального эндопротезирования тазобедренного сустава и 3 пациента с нормальными тазобедренными суставами (рис. 1).
Рис. 1. А – Коксартроз 3 ст., Б – после эндопротезирования тазобедренного сустава, В – нормальный тазобедренный сустав.
Из 10 пациентов 8 установлены имплантаты фирмы Bimet Recup, M2a Magnum с металл-металлической парой трения с большим диаметром головок, двум пациентам установлен эндопротезы со стандартным диаметром головки (28мм).
Методы исследования
В нашей работе биомеханическое исследование ходьбы человека заключается в регистрации параметров движения сегментов тела, полученной с помощью датчиков на теле человека, а также параметров, характеризирующих взаимодействие тела пациента с поверхностью опоры. Наибольший интерес для оценки функции ходьбы представляет кинематический и динамический параметры. Кинематический параметр определяет амплитуду движений сустава и соответствие их временным интервалам, измерение такого параметра называется гониограммой. Гониограмма тазобедренного сустава при нормальной походке (рис. 2) первые 8% ЦШ (1 фаза, начало 2-й фазы) практически неподвижна, основная нагрузка падает на голеностопный и коленный суставы [4]. Разгибание начинается лишь после постановки всей стопы на опору (2-я фаза), плавное, линейное разгибание продолжается весь период одиночной опоры (ОО) – 2–3-я фазы, и максимальное разгибание достигается к моменту начала двойной опоры (4–5-я фазы). С началом периода ДО разгибание сменяется сгибанием. Сгибание тазобедренного сустава – это основное движение, которое переносит конечность вперед. Оно завершается в конце фазы продвижения – периода переноса. В фазе торможения происходит незначительное разгибание сустава, цель которого – постановка ноги на опору.
Рис. 2. Гониограмма нормального тазобедренного сустава (Скворцов Д.В., 2007).
В последнее время всё большее внимание уделяется эндопротезам тазобедренного сустава с увеличенным диаметром головки, особенно молодым и активным пациентам [5, 6]. На сегодня существуют металл-металлическое, керамика-керамическое и керамика-СВМПЭ (сверхвысокомолекулярный полиэтилен) пары трения, с диаметром головок 32, 36 и 40 мм и более эндопротезов тазобедренного сустава.
Эндопротезы тазобедренного сустава с большим диаметром головок создают наиболее стабильный сустав, предупреждающий вывих головки при различных движениях сустава, диаметр близок к диаметру головки бедра, легко достигается восстановление офсета шейки бедра, что очень важно для нормальной функции тазобедренного сустава.
Нами в качестве информативных биомеханических параметров,
применяющихся при исследованиях больных, был использован клинико-диагностический аппарат – реабилитационно-диагностический комплекс «Trust-M».
Основной рабочий элемент комплекса – автономное устройство, представляет собой портативный многофункциональный прибор (рис. 3).
Рис. 3. Внешний вид автономного устройства комплекса «Trust-M».
Внутри прибора одновременно функционирует несколько систем.
- Система регистрации биомеханических параметров двигательной функции.
- Система регистрации электромиограммы (ЭМГ).
- Система реабилитации посредством тренировки с биологической обратной связью (БОС).
- Система реабилитации посредством искусственной коррекции движений (ИКД).
Мы применили пять приборов, расположение – таз, левое и правое бедро, левая и правая голень. Они позволяют регистрировать все три компоненты движений в обоих тазобедренных суставах (сгибание-разгибание, отведение-приведение и ротация).
Результаты исследования
Больная К., 34 года, 2 года после эндопротезирования правого тазобедренного сустава эндопротезом c диаметром головки 42 мм с металл-металлической парой трения.
Рис. 4. Сравнение гониограмм сгибание–разгибание и наружной – внутренней ротации после эндопротезирования с нормой и коксартрозом 2-й степени. А – гониограмма в норме, Б – при коксартрозе 3-й степени левого тазобедренного сустава, В – после эндопротезирования правого тазобедренного сустава с большим диаметром головки.
Из рис. 4 видно, что после операции движения в тазобедренном суставе максимально приближаются к норме. Данные гониограммы тазобедренного сустава при остеоартрозе 2-й степени показывают выраженное ограничение разгибания в суставе.
На следующем примере показаны сравнительные гониограммы тазобедренного сустава после установки эндопротезов с увеличенным диаметром головки и стандартным диаметром (28 мм) головки. Пациент Б., 43 года. Диагноз: двусторонний АНГБК 2-й степени. Двусторонний коксартроз 3-й степени. В 2010 г. установлен эндопротез с большим диаметром головки в правом тазобедренном суставе, в 2011 г. – эндопротезирование левого тазобедренного сустава со стандартным (28 мм) диаметром головки.
Рис. 5. Гониограммы тазобедренного сустава после эндопротезирования с большим диаметром, и со стандартным диаметром головок. А – нормальный тазобедренного сустав, Б – после эндопротезирования со стандартным (28 мм) диаметром головки, В – после эндопротезирование с большим диаметром головки.
Из рис. 5 заметно, что после установки эндопротеза с большим диаметром головки движения ближе к норме по сравнению с эндопротезом со стандартным диаметром головки.
Таким образом, биомеханическое исследование тазобедренного сустава показало, что после эндопротезирования тазобедренного сустава с эндопротезом с большим диаметром головки графические показатели цикла шага максимально приближаются к показателям нормального тазобедренного сустава.