Введение. Одной из форм оценки активной функции тазобедренного сустава при различных видах его патологии является восстановление силы и электромиографический контроль заинтересованных (чаще всего ягодичных) мышц [1]. Исследования, включающие электромиографию (ЭМГ) в сочетании с биомеханическими тестами, показали комплексную реакцию большого числа мышц на возмущающее воздействие или изменения параметров выполнения движения [2-4]. Если в качестве такого возмущающего воздействия использовать патологию тазобедренного сустава, то полученный при этом искажённый ЭМГ-паттерн позной или/и локомоторной активности, выявляемый с помощью кинезиологических проб, отражает соответствующую центральную моторную программу и указывает на её патологический элемент (недостаточную или избыточную активность каких-то мышц в соответствующие фазы движения, или перманентно) [5]. Например, параллельная регистрация ЭМГ и подограммы позволяет дифференцировать компенсаторные изменения от декомпенсации и определять степень последней, что может быть использовано для выработки тактики лечения [6]. Недостатком данного подхода является его сложность, потребность в специальном оборудовании и высокая стоимость.
Несмотря на то, что функциональная проба на максимальное произвольное напряжение тестируемой мышцы не показывает степень активности мышц в процессе их естественного функционирования, она всё же демонстрирует баланс активности разных спинальных двигательных мышечных групп, участвующих в обеспечении позной и локомоторной активности. Это косвенно может указывать на патологический элемент моторной программы (например, недостаточный активационный потенциал некоторых мышц). Поскольку, данный тест не требует дополнительных методических и технических сложностей, он широко применяется у больных с различными видами патологии тазобедренного сустава [7, 8].
Реконструктивные вмешательства на тазобедренном суставе достаточно широко применяются при лечении детей с диспластическим коксартрозом. Операции, как правило, предполагают улучшение соотношений в тазобедренном сочленении и коррекцию одного или обоих суставных компонентов. Для устранения недоразвития вертлужной впадины применяются остеотомии таза, для восстановления биомеханики проксимального отдела бедра межвертельные или чрезвертельные остеотомии бедра. Костные фрагменты фиксируют чаще накостными или внутрикостными устройствами. Однако могут быть использованы аппараты наружной фиксации [9].
Цель исследования: изучение биомеханических и функциональных параметров мышц нижних конечностей на этапах реабилитационного процесса у больных с диспластическим коксартрозом после реконструктивного лечения с применением аппарата наружной фиксации.
Материал и методы. Проведено обследование 40 пациентов с диспластическим коксартрозом в возрасте от 10 до 18 лет на этапах реабилитации до двух лет с частотой обследования 3-6 месяцев. Реконструкция только проксимального отдела бедра выполнена в 14 наблюдениях. В остальных случаях выполнены корригирующие операции на обоих суставных компонентах. Клинически достигнуто улучшение опорности конечности, функции сустава, компенсация укорочения. По данным рентгенографии, во всех суставах достигнуты удовлетворительные суставные соотношения.
Оценку сократительной способности мышц бедра осуществляли по данным динамометрии, которая выполнялась с использованием реверсивного динамометра с использованием разработанных устройств [10].
Расчет максимального момента силы (МС Н*м) мышц производился по формуле: МС=F*L, где МС Н*м – момент силы мышц, F (Н) – значение максимального усилия, регистрируемого динамометром, L (м) – длина рычага.
Биоэлектрическую активность мышц нижних конечностей справа и слева при их максимальном произвольном напряжении [11] регистрировали с помощью цифровой ЭМГ системы DISA-1500 (Dantec, Дания). Использовали биполярное отведение (диаметр электрода 0,7 см, межэлектродное расстояние 1,5 см). Измеряли среднюю амплитуду и частоту интерференционной элетромиограммы.
Оценка статических и динамических параметров ходьбы производилась с помощью комплекса "ДиаСлед-Скан" (г. Санкт-Петербург).
Статистическая обработка результатов выполнена с использованием программы Microsoft Excel. В работе приводятся средняя арифметическая (M), ошибка средней (m) и число наблюдений (n), равное числу обследованных.
Результаты и их обсуждение. Улучшение биомеханики тазобедренного сустава способствовало восстановлению условий функционирования мышечного аппарата бедра. В большинстве наблюдений (75%) полная нагрузка на оперированную конечность разрешена через 8-10 месяцев после снятия аппарата. У остальных пациентов период восстановления опороспособности был несколько больше и составлял 11-12 месяцев, что было обусловлено более выраженными исходными анатомо-функциональными нарушениями и большим объемом оперативного вмешательства.
Таблица 1. Показатели динамометрии мышц бедра (Н*м)
Примечание: * достоверное различие (р £ 0,05) показателей больной конечности относительно значений «до лечения» по t–критерию Стьюдента. В скобках % показателей относительно значений интактной конечности.
В реабилитационном периоде большое внимание уделялось лечебной физкультуре, направленной на разработку движений в тазобедренном суставе (сгибание, разгибание, отведение и внутренняя ротация), коленном (сгибание и разгибание), а также восстановление силовых характеристик мышц. Отсутствует динамика восстановления показателей динамометрии всех групп мышц в течение первых шести месяцев после снятия аппарата, составляя 47%-71% от исходных значений, т.е. «до лечения» (табл. 1).
В последующем, темп восстановления силы мышц выше у сгибателей голени и разгибателей бедра. Через один год после снятия аппарата показатели силы мышц бедра восстанавливались до исходных значений, но были снижены на 10-30% относительно значений интактной конечности.
Локомоторная функция конечности во многом определялась активационными свойствами мышц её обеспечивающих, оценка которых производилась методами ЭМГ-тестирования. Динамика асимметрии ЭМГ, отражающая различия в функционировании оперированной и контралатеральной конечностей, на протяжении реабилитационного периода являлась результатом алгебраической суммации изменений в симметричных мышцах.
До лечения ЭМГ мышц поражённой стороны была снижена, относительно уровня контралатеральной, максимально для ягодичных мышц (на 22-35%), минимально для икроножной мышцы (на 13%). Степень асимметрии уменьшалась в дистальном направлении вдоль оси конечности (табл. 2).
Таблица 2. Изменение МГ-параметров в процессе реабилитации больных детей с диспластическим коксартрозом после лечения методом чрескостного остеосинтеза (n – количество обследований)
После лечения наблюдалось, неодинаково выраженное для разных групп мышц, снижение на протяжении 6-12 месяцев амплитуды ЭМГ по сравнению с дооперационным уровнем. Относительная величина снижения максимальна для передней большеберцовой мышцы в первые 6 месяцев после окончания лечения. Для большинства остальных мышц амплитуда ЭМГ достигает минимума между 6-12 месяцами после окончания лечения. Затем отмечается процесс постепенного восстановления данного параметра, причём для обеих ягодичных мышц, превышающий предоперационный уровень в сроки более двух лет после окончания лечения. Изменения частоты ЭМГ на протяжении реабилитационного периода были менее выраженными.
Биоэлектрическая активность мышц контралатеральной конечности также вовлечена в общую реакцию нейромоторного аппарата на лечебное воздействие. Изменения ЭМГ мышц голени контралатеральной стороны в сроки до 1 года после лечения находятся в противофазе с реакцией мышц оперированной конечности. Затем динамика амплитуды ЭМГ становится сихронной и синфазной.
Функциональное восстановление мышцы разгибателей, обеспечивающих амортизацию переднего толчка, последующее разгибание бедра и разгибание в коленном суставе в фазу опоры и сгибателей, мышц переносной фазы [6] обеспечивает постепенный переход на полную нагрузку конечностей и восстановление локомоторной активности. Через 2 года у пациентов с полным функциональным восстановлением мышц по данным подографии, симметричность ходьбы не нарушена, временные и силовые параметры цикла шага достоверно не отличается от значений нормы [12] (рис. 1).
Рис. 1. Подограмма больной Н. Контрольный осмотр через 3 года после снятия аппарата. Плавность графика суммарной нагрузки на правой, левой стопах сохранена.
При ограничении максимального сгибания в коленном и тазобедренном суставах величина переднего толчка на больной конечности снижена, в среднем на 20%. Степень уменьшения величины заднего толчка на больной конечности соответствует снижению функциональной активности большой ягодичной мышцы, икроножной мышцы.
Выводы
На этапах реабилитации регистрируется снижение амплитуды ЭМГ по сравнению с дооперационным уровнем: для передней большеберцовой мышцы амплитуда ЭМГ достигает минимума к 6 месяцам, для остальных мышц - к 6-12 месяцами.
Максимальное восстановление параметров функциональной активности мышц, превышающий предоперационный уровень для обеих ягодичных мышц, регистрируется в сроки более двух лет после окончания лечения.
Биоэлектрическая активность мышц контралатеральной конечности вовлечена в общую реакцию нейромоторного аппарата. Изменения ЭМГ мышц контралатеральной стороны в сроки до 1 года после лечения находятся в противофазе с реакцией мышц оперированной конечности.