Травматологія і Фармакологія

Порівняльний аналіз біомеханічних параметрів опороздатності стоп при застосуванні устілок у дітей із гнучкою плоскою стопою

Лазарев І.А., Дем’ян Ю.Ю., Гук Ю.М. - ДУ “Інститут травматології та ортопедії НАМН України”, м. Київ


Електронна версія фахових видань

Український науково-практичний журнал
"Вісник ортопедії, травматології та протезування"
№ 4 (99) 2018

З люб'язної згоди головного редактора журналу "Вісник ортопедії, травматології та протезування" Директора ДУ “Інститут травматології та ортопедії НАМН України”, Заслуженого діяча науки і техніки, Лауреата Державної премії України, академіка НАМН України, професора Гайко Г. В. та засновників видання
ВГО “УКРАЇНСЬКА АСОЦІАЦІЯ ОРТОПЕДІВ-ТРАВМАТОЛОГІВ”, ВГО “УКРАЇНСЬКА АСОЦІАЦІЯ СПОРТИВНОЇ ТРАВМАТОЛОГІЇ, ХІРУРГІЇ КОЛІНА ТА АРТРОСКОПІЇ”, ДУ “ІНСТИТУТ ТРАВМАТОЛОГІЇ ТА ОРТОПЕДІЇ НАМН УКРАЇНИ”

УДК [617.586-007.58 :616-76]:612.76

ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ БІОМЕХАНІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ОПОРОЗДАТНОСТІ СТОП ПРИ ЗАСТОСУВАННІ УСТІЛОК У ДІТЕЙ ІЗ ГНУЧКОЮ ПЛОСКОЮ СТОПОЮ
Лазарев І.А., Дем’ян Ю.Ю., Гук Ю.М.
ДУ “Інститут травматології та ортопедії НАМН України”, м. Київ

Резюме. Актуальність. Гнучка плоска стопа є актуальною проблемою сучасної дитячої ортопедії. Незважаючи на те, що цій проблемі присвячено безліч публікацій та наукових статей, розроблено багато підходів до лікування, єдиної лікувальної концепції плоско-вальгусної деформації стоп (ПВДС) так і не розроблено.

Матеріали і методи. Обстежено 15 пацієнтів із гнучкою плоскою стопою на фоні тяжкої гіпермобільності суглобів (за шкалою Beighton ³7 балів) у віці 10-14 років. Для детального вивчення розподілу тиску по плантарній поверхні стопи проводили дослідження із застосуванням електронного подоскопа (Podoscanalyzer, Diasu) та модульного бароподометра (Еlectronic Baropodometer Linear and Slim Multisensors Platforms, Diasu), який має вигляд сенсорної доріжки довжиною 160 см із щільністю розташування сенсорів – 4 на см2 без устілки, з м’якою та жорсткою устілками.

Результати та їх обговорення. Так, у статичному режимі при застосуванні обох типів устілок у порівнянні з показниками без устілок площа навантаження переднього відділу стоп зменшувалася з м’якою устілкою – на 27%, з жорсткою – на 20% в середньому по групі досліджуваних, площа навантаження заднього відділу стоп зменшувалася несуттєво, з м’якою устілкою – на 3%, з жорсткою – на 1% в середньому по групі досліджуваних. Застосування жорстких устілок викликало зменшення навантаження на задній відділ стоп на 16% та збільшувало асиметрію показників між правою та лівою стопою до 10%. Розподіл навантажень між лівою та правою стопою був більш збалансованим при застосуванні м’яких устілок та складав 50,8% / 49,2%. При застосуванні жорстких устілок дисбаланс був більш помітним та складав 44,9% / 55,1%. У динамічному режимі без застосування устілок спостерігали різницю значень загальної площі опори правої стопи відносно лівої на 20,6%. При застосуванні м’якої устілки значення показників площі опори вирівнювалися з наближенням до D = S, та різниця складала 6,4%. Застосування жорстких устілок збільшувало різницю значень площі опори між правою та лівою стопою до 24,2%. Розподіл навантажень між лівою та правою стопою був більш збалансованим при застосуванні м’яких устілок (асиметрія показників 5,7%) – 56,6% / 53,4%. При застосуванні жорстких устілок дисбаланс був більш значним (асиметрія показників 24%) – 49,1% / 60,9%.

Висновки. На основі порівняльного аналізу показників у статиці та динаміці визначено, що лише застосування м’яких устілок у пацієнтів із гнучкою плоскою стопою на фоні тяжкої гіпермобільності суглобів покращує основні показники опороздатності стоп, а саме – зменшує загальну площу опори, площу загального навантаження стоп, площу навантаження переднього та заднього відділу стоп, зменшує максимальний тиск на плантарну поверхню стоп та його середні значення, асиметрію цих значень, а також загальних значень асиметрії між правою та лівою стопою.

Ключові слова: гнучка плоска стопа, подоскопія, бароподометрія, ортопедичні устілки.

Вступ

Гнучка плоска стопа є актуальною проблемою сучасної дитячої ортопедії [8, 9, 10]. Незважаючи на те, що цій проблемі присвячено безліч публікацій та наукових статей, розроблено багато підходів до лікування, єдиної лікувальної концепції плоско-вальгусної деформації стоп (ПВДС) так і не визначено. Залишається відкритим питання про те, як довго проводити консервативну терапію, крім того, не вирішено, чим саме лікувати дітей із ПВДС [3, 8, 11].

Нормальна будова стопи передбачає наявність поперечного та повздовжнього склепіння. Поперечне склепіння утворене другим рядом кісток передплесни і основою плеснових кісток. Стопі на ранніх стадіях онтогенезу властива плоскостопість. У дітей склепіння стопи розвивається не відразу, цьому процесу іноді потрібна допомога. Тому дітей у три роки обов’язково повинен оглянути ортопед, і, якщо з’являється підозра на формування плоскої стопи, таким дітям призначається лікування [8]. До 4-5 років плоска стопа не вважається патологією.

Використання ортопедичних устілок у пацієнтів із ПВДС є важливим етапом лікування даної проблеми. У спеціалізованій медичній літературі питання розробки та підбору індивідуальних коригуючих засобів має два підходи [1, 2, 3, 4, 7, 11, 12]. Концепція першого – це використання м’яких матеріалів для виготовлення устілок із подальшою індивідуалізацією виробів. Основою другого напрямку є індивідуальний підбір устілок на основі модульного принципу для жорстких устілок.

На сьогодні існує безліч думок щодо використання різних типів устілок за жорсткістю та щільністю. На думку багатьох авторів [2, 12, 13], використання твердих нееластичних коригуючих устілок нефізіологічно, оскільки вони позбавляють стопу ресорних функцій, заважаючи нормальному розподілу навантаження по ній. Тому ці ж автори рекомендують використовувати м’які устілки, що формують індивідуальний рельєф, рівномірно розподіляють навантаження по опорним ділянкам стопи, збільшуючи площу опори і знижуючи тиск на них. Слід зауважити, що до теперішнього часу залишається спірним питання про локалізацію опори повздовжнього склепіння стопи при виготовленні індивідуальної ортопедичної устілки. Тому важливим та доцільним питанням є оцінка використання різних типів устілок для лікування симптоматичної гнучкої ПВДС у пацієнтів із гіпермобільністю суглобів при дисплазії сполучної тканини (ДСТ). Таким чином, усе вище викладене обумовлює актуальність даного дослідження.

Мета дослідження – визначити ефективність застосування різних типів устілок у дітей із гнучкою плоско-вальгусною стопою на фоні гіпермобільності суглобів при дисплазії сполучної тканини.

Матеріали і методи

Матеріалом дослідження були 15 пацієнтів із гнучкою плоскою стопою на фоні тяжкої гіпермобільності суглобів (за шкалою Beighton ³ 7 балів) у віці 10-14 років. Для детального вивчення розподілу тиску по плантарній поверхні стопи проводили дослідження із застосуванням електронного подоскопа (Podoscanalyzer, Diasu) та модульного бароподометра (Еlectronic Baropodometer Linear and Slim Multisensors Platforms, Diasu), який має вигляд сенсорної доріжки довжиною 160 см із щільністю розташування сенсорів – 4 на см2 (рис. 1), без устілки, з м’якою та жорсткою устілками.

Вимірювання тиску під плантарною поверхнею стоп здійснювали у статичному і динамічному режимі (рис. 1): при стоянні на двох ногах та при ходьбі. Реєстрація параметрів у статиці відбувалась у природному розслабленому ортостатичному положенні пацієнта стоячи на ногах, стопи разом, розташовані вздовж заднього контуру подоскопа, протягом 30 с. Реєстрація параметрів у динаміці відбувалась під час кроку пацієнта по сенсорній доріжці бароподометра в обох напрямках у вільному стані, яку повторювали кілька разів (3-4) до отримання відповідних середніх значень.

Рис. 1. Загальний вигляд електронного подоскопа та модульного бароподометра

Рис. 1. Загальний вигляд електронного подоскопа та модульного бароподометра

Аналіз у статиці здійснювали за параметрами (рис. 2): площа навантаження переднього відділу (см2), маса навантаження переднього відділу (кг), % навантаження переднього відділу по відношенню до заднього, площа навантаження заднього відділу (см2), маса навантаження заднього відділу (кг), % навантаження заднього відділу по відношенню до переднього, загальна площа плантарної поверхні стопи (см2), загальне навантаження стопи (%).

Аналіз у динаміці здійснювали за параметрами (рис. 3): площа опори (см2), загальне навантаження стопи (%), максимальний тиск на плантарну поверхню (г/см2), середній тиск на плантарну поверхню (г/см2), кут стопи (°), вісь стопи (°), площа переднього відділу стопи (см2), навантаження переднього відділу стопи (%), площа заднього відділу стопи (см2), навантаження заднього відділу стопи (%).

Рис. 2. Зразок дослідження параметрів стопи у статиці

Рис. 2. Зразок дослідження параметрів стопи у статиці

Рис. 3. Зразок дослідження параметрів стопи у динаміці

Рис. 3. Зразок дослідження параметрів стопи у динаміці

Дані досліджень порівнювали з показниками умовної норми, які отримано в результаті дослідження 15 умовно здорових дітей у віці 10-14 років, або здійснювали аналіз за відсотком асиметрії показників, при D ¹ S.

Результати та їх обговорення

Так, у статичному режимі (табл. 1, рис. 3) при застосуванні обох типів устілок у порівнянні з показниками без устілок площа навантаження переднього відділу стоп зменшувалася з м’якою устілкою – на 27%, з жорсткою – на 20% в середньому по групі досліджуваних. Абсолютні значення навантаження переднього та заднього відділу стопи у кг було виключено з аналізу через індивідуальні конституційні та вікові варіації ваги тіла досліджуваних. Навантаження переднього відділу у % змінювалося залежно від застосування м’якої або жорсткої устілки. Так, при застосуванні м’якої устілки навантаження на передній відділ стоп наближалося до референтних значень (43%±1,5) із зменшенням асиметрії між правою та лівою стопою, при цьому застосування жорсткої устілки викликало збільшення навантаження на 18%, а також збільшення асиметрії показників між правою та лівою стопою до 8%.

При застосуванні обох типів устілок у порівнянні з показниками без устілок площа навантаження заднього відділу стоп зменшувалася не суттєво, з м’якою устілкою – на 3%, з жорсткою – на 1% в середньому по групі досліджуваних.

При застосуванні м’якої устілки навантаження на задній відділ стоп наближалося до референтних значень (57%±1,5), із зменшенням асиметрії показників між правою та лівою стопою з 5% – без застосування устілок до 3% – при застосуванні м’яких устілок. Застосування жорстких устілок викликало зменшення навантаження на задній відділ стоп на 16% та збільшувало асиметрію показників між правою та лівою стопою до 10%. Це відбувалося за рахунок переміщення центру ваги вперед із розвантаженням задніх відділів стоп.

Загальна площа опори за середніми показниками зменшилася при застосуванні обох типів устілок, з м’якою устілкою – на 18%, з жорсткою – на 13%. Така оптимізація площі навантаження як переднього та заднього відділів, так і усієї стопи загалом у порівнянні з показниками без устілок відбувається за рахунок додаткової підтримки склепінь стопи за допомогою устілок.

Розподіл навантажень між лівою та правою стопою був більш збалансованим при застосуванні м’яких устілок та складав 50,8% / 49,2%. При застосуванні жорстких устілок дисбаланс був більш помітним та складав 44,9% / 55,1%.

У динамічному режимі (табл. 2, рис. 3) без застосування устілок спостерігали різницю значень загальної площі опори правої стопи відносно лівої на 20,6%. При застосуванні м’якої устілки значення показників площі опори вирівнювалися з наближенням до D = S та різниця складала 6,4%. Застосування жорстких устілок збільшувало різницю значень площі опори між правою та лівою стопою до 24,2%.

Розподіл навантажень між лівою та правою стопою був більш збалансованим при застосуванні м’яких устілок (асиметрія показників 5,7%) – 56,6% / 53,4%. При застосуванні жорстких устілок дисбаланс був більш значним (асиметрія показників 24%) – 49,1% / 60,9%.

Максимальний тиск на плантарну поверхню стоп та його середні значення зменшувалися зі зменшенням площі навантаження стоп в устілках. При цьому асиметрія значень у м’яких устілках була меншою (4,1%), ніж у жорстких устілках (26%).

Таблиця 1. Результати дослідження в статиці

Результати дослідження в статиці

Таблиця 2. Результати дослідження в динаміці

Результати дослідження в динаміці

Усі значення показників кута та вісі стопи, що відображують in-toeing чи out-toeing під час ходи (табл. 2, рис. 3), при застосуванні обох типів устілок перебували у межах референтних значень у всіх досліджених у динамічному режимі. У порівнянні з показниками без устілок значення кута стопи мали тенденцію до зменшення, що пов’язано із зменшенням довжини медіальної колони стопи. Асиметрія між правою та лівою стороною при цьому становила 16,3% без устілок, 6,7% – при застосуванні м’яких та 7,3% – при застосуванні жорстких устілок.

Застосування обох типів устілок зменшувало площу переднього та заднього відділів стопи. При цьому в м’яких устілках асиметрія показників була меншою, ніж у жорстких, для переднього відділу стопи – 4,5% та 6,3% відповідно, а для заднього відділу – 8,2% та 40,4%.

Без застосування устілок спостерігали асиметрію значень відносного навантаження переднього відділу стоп у 33,1%, із застосуванням м’яких устілок асиметрія показників зменшувалася до 6,9% у межах референтних значень, а при застосуванні жорстких устілок асиметрія показників збільшувалася до 13,1%.

Аналогічні співвідношення значень показників відносного навантаження спостерігали і по задньому відділу стоп. Так, без застосування устілок спостерігали асиметрію значень у 27,8%, із застосуванням м’яких устілок асиметрія показників зменшувалася до 8% у межах референтних значень, а при застосуванні жорстких устілок асиметрія показників збільшувалася до 15,5%.

Висновки

1. За результатами власних досліджень шляхом вимірювання тиску під плантарною поверхнею стоп встановлено, що використання різних типів устілок за жорсткістю не в усіх випадках має лікувальний і навіть профілактичний ефект щодо покращення опорної функції стопи з гнучкою плоскою стопою на фоні тяжкої гіпермобільності суглобів.

2. На основі порівняльного аналізу показників у статиці та динаміці визначено, що лише застосування м’яких устілок у пацієнтів із гнучкою плоскою стопою на фоні тяжкої гіпермобільності суглобів покращує основні показники опороздатності стоп, а саме – зменшує загальну площу опори, площу загального навантаження стоп, площу навантаження переднього та заднього відділу стоп, зменшує максимальний тиск на плантарну поверхню стоп та його середні значення, асиметрію цих значень, а також загальних значень асиметрії між правою та лівою стопою.

3. Рекомендовано застосування м’яких устілок у дітей з гнучкою плоско-вальгусною стопою на фоні гіпермобільності суглобів при дисплазії сполучної тканини, які за рахунок додаткової підтримки склепіння стопи оптимізують площу навантаження та тиск під плантарною поверхнею стоп як переднього та заднього відділів, так і усієї стопи загалом.

Конфлікт інтересів. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів під час підготовки статті.

Література

1. Аржанникова Е.Е. Патологические установки стоп у детей ясельного возраста, больных церебральным параличом и их профилактика / Е.Е. Аржанникова // Реабилитация детей с ортопедическими заболеваниями и их профи лактика. – Новгород, 1985. – С. 126–128.

2. Годуно в С.Ф. Патологическая анатомия “статической” плоско-вальгусной стопы / С.Ф. Годунов // Ортопедия, травматология и протезирование. – 1972. – № 10. – С. 43–44.

3. Дифференцированная тактика хирургической коррекции врожденной плоско-вальгусной деформации стоп у детей / A.C. Кузин, И.В. Трубин, Е.П. Кузнечихин [та ін.] // Актуальные вопросы детской травматологии и ортопедии. – СПб, 2005. – С. 218–220.

4. Менделевич И.А. Стопа / И.А. Менделевич // Клиническая биомеханика. – Л., 1998. – С. 82–106.

5. Огурцова Т. Метод обследования опорно-двигательного аппарата человека по отпечаткам стоп в динамике и синтез бионических стелек / Т. Огурцова // Бионика и протезирование: промоционная работа. – Рига : Рижский тех. ун-т, 2006. — 87 с.

6. Скворцов Д.В. Глава 11. Современные биомеханические технологии диагностики и реабилитации больных с заболеваниями опорно-двигательного аппарата и нервной системы / Д.В. Скворцов // Современные технологии реабилитации в педиатрии / Под ред. Е.Т. Лильина. – М. : Московия, 2005. – Т. III. – С. 231–292.

7. Яременко Д.А. Методика исследования, диагностики и ортопедического снабжения при статических деформациях стоп: Метод, рек. УкрНИИ протезирования, протезостроения и восстановления трудоспособности инвалидов / Д.А. Яременко. – Харьков, 1984. – 43 с.

8. Herring J.A. Flexible flatfoot (pes calcaneovalgus) // J.A. Herring, M.O. Tachdjian // Texas Scottish Rite Hospital for Children.

Tachdijan’s pediatric orthopedics. – Amsterdam : Saunders/Elsevier Health Sciences, 2002. – Р. 908–921.

9. Harris E.J. The natural history and pathophysiology of flexible flatfoot / E.J. Harris // Clin. Pod. Med. Surg. – 2010. – Vol. 27. – P. 1–23. DOI: 10.1016/j.cpm.2009.09.002.

10. Mosca V.S. Flexible flatfoot in children and adolescents / V.S. Mosca // J. Child Orthop. – 2010. – Vol. 4. – P. 107–121. DOI: 10.1007/s11832-010-0239-9.

11. Selective peripheral neurotomy (SPN) for spasticity in childhood / M.P. Sindou, F. Simon, P. Mertens, P. Decg // Childs. Nerv. Syst. – 2007. – Vol. 23, № 9. – P. 957–970.

12. Simon J. Foot motion in children shoes – a comparison of barefoot walking with shod walking in conventional and flexible shoes / J. Simon, S. Wolf, D. Patikas [et al.] // Gait Posture. – 2008. – Vol. 1. – P. 51–59.

13. Steb H.S. Conservative management of posterior tibial tendon dysfunction, subtalar joint complex, and pes planus deformity / H.S. Steb, R. Marzano // Clin. Podiatr. Med. Surg. – 1999. – Vol. 16 (3). – P. 439–451. 14. Thompson G.H. Gait disturbances / G.H. Thompson // Kliegman R.M., ed. Practical strategies in pediatric diagnosis and therapy, ed 2. – Philadelphia : WB Saunders, 2003. – P. 823–843.

15. Wallach D.M. Pediatric lower limb disorders / D.M. Wallach, R.S. Davidson // Dormans J.P., ed. Core knowledge in orthopaedics: pediatric orthopaedics. – Philadelphia : Mosby, 2005. – P. 197–223.


Інші матеріали

Партнери проекту

Клініки, відділення, лабораторії, санаторно-курортні комплекси, що беруть активну участь у проекті і є нашими партнерами

Відділ Діагностики ДУ «ІТО НАМНУ»
Діагностика

Сучасне обладнання. Європейська якість. Щорічно проходять обстеження більше 10000 пацієнтів, виконується більше 15000 досліджень.

Відділення захворювань суглобів у дорослих ДУ «ІТО НАМНУ»
Лікування травм і захворювань суглобів

Артроскопія, ендопротезування, остеосинтез

Клініка реабілітації ДУ «ІТО НАМНУ»
Реабілітація

Консервативне лікування ортопедичних захворювань та повний комплекс фізичної реабілітації

ChM – ХМ Київ
ChM – Ваш надійний партнер

Поставка виробів медичного призначення, інструментів та імплантів для Ортопедії, Травматології, Нейрохірургії, Хірургії

Відділення реабілітації хворих після травм та операцій опорно-рухового апарату КС «Жовтень»
Профільний санаторій

Реабілітація хворих після операцій опорно-рухового апарату

SPINEX
Центр сучасної хірургії

клініка повного циклу, створена з урахуванням успішного досвіду світової медицини