02.08.2023

Влияние отводящего ортеза на кинематические показатели тазобедренного сустава при ходьбе у детей со спастическими формами ДЦП

Одними из значимых причин усугубления статодинамических нарушений у детей со спастическими формами ДЦП нередко являются приводящие или сгибательно-приводящие установки нижних конечностей в тазобедренном суставе

ВВЕДЕНИЕ

У пациентов со спастическими формами ДЦП в структуре ортопедических нарушений приводящие установки/контрактуры нижних конечностей в тазобе­дренных суставах занимают значимое место в наруше­нии стереотипа ходьбы [1-3]. Согласно данным лите­ратуры, может сформироваться мнение, что коррекция указанных нарушений в основном достигается инва­зивным путем [4-7]. Отчасти это обусловлено тем, что количество источников, посвященных исследованию консервативных методов лечения, в частности, роли ор­тезов на тазобедренные суставы, крайне мало [8, 9]. В этих работах ортезы рассматриваются в основном в кон­тексте их влияния на состояние тазобедренных суставов в комбинации с хирургией, применения ботулиническо- го токсина типа А и т.д. [10, 11] Вместе с тем, мы в своей практике часто наблюдаем, что значительное количество больных использует отводящий ортез на тазобедренные суставы с целью улучшения функции опоры и передви­жения за счет устранения приводящих установок. В то же время нами в мировой литературе не обнаружено значимых публикаций о влиянии применения данных отводящих ортезов на статодинамическую функцию и стереотип передвижения пациента, за исключением ра­боты одной группы ученых [12]. В указанной работе ав­торы сообщают о положительном влиянии применения ортеза типа SWASH на пространственно-временные характеристики ходьбы ребенка с ДЦП. На наш взгляд, данная работа имеет ограничения по дизайну, так как в качестве объективного инструмента оценки указанных параметров ходьбы применен аппаратный комплекс на основе программного обеспечения (ПО) «Kinect», кото­рый, согласно Ma Y. и соавторам [13], может быть при­менен только в качестве скринигового метода.

С учетом вышесказанного, исследование влияния отводящих ортезов на биомеханические параметры опоры и передвижения с использованием высокоточ­ного метода - 3D-видеоанализа, являющегося «золо­тым» стандартом обследования за рубежом [14], пред­ставляется актуальным.

Цель - исследовать влияние отводящего ортеза на тазобедренные суставы на кинематические параметры ходьбы у детей со спастическими формами ДЦП.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Проведено одномоментное экспериментально-ана­литическое контролируемое количественное исследо­вание «случай-контроль».

Пациенты получали комплексную медицинскую ре­абилитацию в Федеральном государственном бюджет­ном учреждении «Федеральный научный центр реаби­литации инвалидов им. Г.А. Альбрехта» Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации.

По результатам клинического осмотра для прове­дения биомеханического обследования сформирована группа из шести пациентов в возрасте от 5 до 16 лет включительно (т.е. с уже сформировавшимся стереоти­пом ходьбы) с подтверждённым диагнозом «ДЦП, спа­стическая диплегия» либо «ДЦП, спастический тетра­парез» с уровнем двигательной активности GMFCS 3 и уровнем спастичности Ashworth scale 2-3.

Критерии исключения - невозможность ходьбы даже с использованием средств дополнительной опоры (костылей, тростей, ходунков); значимое когнитивное нарушение или эмоциональное состояние обследу­емого, не позволяющее добиться с ним контакта для проведения биомеханического обследования; ботули- нотерапия в анамнезе менее чем за 6 месяцев до обсле­дования; хирургическое лечение в анамнезе менее чем за 12 мес. до обследования.

Все пациенты прошли 2 теста - в отводящем ортезе на тазобедренные суставы и без него.

Требования к ортезу: наличие жесткого низкопро­фильного корсета на туловище и манжет на оба бедра, соединенных между собой посредством располагаю­щихся монолатерально бедренных стержневых шин и беззамковых шарниров, с применением для крепления корсета на туловище и манжет на бёдрах лент «вел- кро». У четырех детей в качестве отводящего ортеза на тазобедренные суставы применялся ортез иностранно­го производства (Швеция) (рис. 1, а), у двух пациен­тов - аппарат на тазобедренные суставы российского производства (рис. 1, б, в).

Ортез использовался пациентом до исследования не менее 4 недель, при этом ношение изделия не вы­зывало дискомфорта. Отводящий ортез на тазобедрен­ный сустав приобретался пациентом до поступления в стационар либо выдавался непосредственно в клини­ке на период реабилитации. Решение о рекомендации снабжения ортезом принималось по итогу проведения медико-технической комиссии. В состав медико-техни­ческой комиссии входили три врача травматолога-ор- топеда (председатель МТК, заведующий отделением, лечащий врач), научный сотрудник института протези­рования и ортезирования, а также как минимум один техник-ортезист. Отведение нижних конечностей осу­ществлялось до физиологического положения.

Видеоанализ выполнен с помощью системы «Qualisys» Miqus M5 (Швеция). Регистрация кинема­тики осуществлялась 12 камерами с разрешением 4Мп и частотой 100 Гц. 

Использовался метод IOR установ­ки пассивных маркеров для реконструкции скелета че­ловека (рис. 2) [15].

Анализ кинематики проводился в программах OTM (Oualisys), Visual3D (C-Motion) и с помощью клиниче­ского PAF Gait модуля, встроенного в программное обе­спечение. Расчет индекса ходьбы (the gait profile score) производился для всех суставов нижних конечностей и описан в литературе [16-18]. Опыт использования дан­ного индекса и нормативной базы Oualisys показал, что нормой можно считать общее значения ниже 8,5, тогда как более высокие значения данного показателя указы­вают на дисфункцию опорно-двигательного аппарата.

РЕЗУЛЬТАТЫ

В рамках исследования нами изучались три бло­ка основных переменных, позволяющих произвести комплексную оценку функции опоры и передвиже­ния: пространственно-временные параметры ходьбы; кинематика крупных суставов нижних конечностей; интегральный показатель - индекс походки (GPS), который рассчитан как глобально для правой и левой нижней конечности, так и отдельно для тазобедрен­ного, коленного и голеностопного суставов.

 Кроме того, для более наглядного представления различий в ходьбе у обследованных детей в отводящем ортезе на тазобедренные суставы и без него рассчитано отли­чие медианных значений ДМеi исследованных пере­менных (табл. 1 и 2):

ДМе_; = 100 % (Ме^-Ме^ИМе^), где Ме, _о - медиана i-й переменной у пациентов в орте­зе, Ме, - без ортеза.

Как видно из таблицы 1, имеются различия по че­тырём переменным: скорость ходьбы, длина и база шага, длительность двухопорного периода.

Исследование кинематики движения крупных су­ставов нижних конечностей выполнялось в трех пло­скостях - сагиттальной, фронтальной и трансверсаль­ной. В сагиттальной плоскости изучались сгибание и разгибание в тазобедренном, коленном и голеностоп­ном суставах, во фронтальной - отведение в тазобе­дренном суставе, в трансверсальной - ротационное положение стоп (рис. 3).

В свою очередь, увеличение скорости и длины шага можно считать атрибутом повышения устойчивости и баланса тела пациента [29].

Следует отметить, что назначение ортеза любой конструкции нередко сопровождается нарушением ки­нематики смежных суставов. Так, согласно полученным нами ранее данным, ношение ортеза на тазобедренные суставы может приводить к избыточному сгибанию ко­нечностей в коленных суставах и/или усилению пато­логической ротации нижних конечностей [12]. В связи с этим нами уделено значительное внимание оценке кинематики крупных суставов нижних конечностей. Так, изучение гониограммы тазобедренного сустава показало, что использование отводящего ортеза на та­зобедренные суставы привело к оптимизации угла сги­бания в фазе контакта стопы с опорной поверхностью по сравнению с тестом без ортеза, тогда как симметрия и амплитуда сгибания в указанном суставе в ортезе и без ортеза оказались сопоставимы. Анализ гониограммы, описывающей траектории отведения в тазобедренном суставе, продемонстрировал, что использование ортеза позволяет достичь более синхронной работы правой и левой нижней конечности, чем при его отсутствии (об этом свидетельствует разница диастаза между линия­ми - правая и левая нижняя конечность). Однако анализ гониограммы коленного сустава показал, что незави­симо от теста пациенты входили в начальную фазу пе­риода опоры в положении сгибания в коленных суста­вах [30]. Полного разгибания не происходило и в конце указанного периода, следовательно, период переноса начинался также со сгибательной установки в колен­ных суставах [30]. Анализ гониограммы голеностопно­го сустава (взаимоположение плоскости подошвенной поверхности к плоскости опорной поверхности - foot pitch) показал ее стремление к нормативным показате­лям вне зависимости от условий теста. Сагиттальный угол движения стопы продемонстрировал улучшенные показатели между 0 и 50 % цикла шага, если сравнить с нормативными данными, и стопа полностью касалась поверхности пола. Исходя из анализа кинематики суста­вов можно утверждать, что у детей с ДЦП, принявших участие в исследовании, ношение ортеза не сопровождалось нежелательным эффектом со стороны крупных суставов нижних конечностей, более того, так или иначе улучшало кинематикуПо данным литературы, существенное значение имеет такой показатель ходьбы как индекс походки (GPS), широко используемый в мировой клинической практике с целью оптимизации анализа значительного массива данных, получаемых при использовании вы­сокоточных методов исследования и видеоанализа, в частности отмеченных в ряде источников [16-18]. 

Дан­ный индекс применен нами для интегральной оценки походки пациентов в ортезе и без ортеза. Использова­ние ортеза на тазобедренные суставы обусловило улуч­шение значений индекса походки левой и правой ниж­ней конечности на 12,5 и 5,7 % соответственно. Более детальный анализ показал положительное влияние ор­теза на работу тазобедренного (сгибание) и голеностоп­ного (сгибание) суставов обеих нижних конечностей в диапазоне от 3,9 до 21,0 %. Изменение индекса поход­ки коленного сустава в тестах с ортезом и без него про­демонстрировало значимые различия. Влияние ортеза на внутриротационное положение стоп оказалось явно положительным для левой стопы (18,6 %) и умеренно отрицательным для правой стопы (5,9 %). При этом не­обходимо отметить, что, несмотря на такую разнона­правленную тенденцию, симметрия положения стоп в ортезе улучшилась. Тем не менее, рекомендуется про­вести более детальное исследование с использованием динамометрических платформ для расчета кинетики работы суставов, а также оценки активности работы основных мышц нижних конечностей. тазобедренных суставов.

ВЫВОД

1. Использование отводящего ортеза на тазобе­дренные суставы благоприятно повлияло на простран­ственно-временные характеристики ходьбы: базу шага, длину и скорость шага, длительность двухопорного пе­риода.

2. Ношение ортеза улучшило функцию тазобедрен­ного сустава (во фронтальной и сагиттальной плоскостях) без отрицательного влияния на работу коленного и голеностопного суставов.

3. Глобально использование отводящего ортеза положительно повлияло на паттерн ходьбы обследо­ванных детей со спастическими формами ДЦП, о чем также свидетельствует улучшение переменных инте­грального показателя - индекса походки.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. Prevalence of specific gait abnormalities in children with cerebral palsy revisited: influence of age, prior surgery, and Gross Motor Function Classification System level / S.A. Rethlefsen, G. Blumstein, R.M. Kay, F. Dorey, T.A. Wren // Dev. Med. Child. Neurol. 2017. Vol. 59, No 1. P. 79-88. DOI: 10.1111/dmcn.13205.

2. Musculoskeletal Pathology in Cerebral Palsy: A Classification System and Reliability Study / H.K. Graham, P. Thomason, K. Willoughby, T. Hastings-Ison, R.V. Stralen, B. Dala-Ali, P. Wong, E. Rutz // Children (Basel). 2021. Vol. 8, No 3. P. 252. DOI: 10.3390/children8030252.

3. Associations of hamstring and triceps surae muscle spasticity and stance phase gait kinematics in children with spastic diplegic cerebral palsy / N. Bowal, A. Nettel-Aguirre, G. Ursulak, E. Condliffe, I. Robu, S. Goldstein, C. Emery, J.L. Ronsky, G. Kuntze // J. Biomech. 2021. Vol. 117. P. 110218. DOI: 10.1016/j.jbiomech.2020.110218.

4. Management of Hip disorders in Patients with Cerebral Palsy / P. Hosseinzadeh, K. Baldwin, A. Minaie, F. Miller // JBJS Rev. 2020. Vol. 8, No 3. P. e0148. DOI: 10.2106/IBIS.RVW.19.00148.

5. Akta§ E., Omeroglu H. Botulinum toxin type A injection increases range of motion in hip, knee and ankle joint contractures of children with cerebral palsy // Eklem. Hastalik. Cerrahisi. 2019. Vol. 30, No 2. P. 155-162. DOI: 10.5606/ehc.2019.65453.

6. Results of adductors muscle tenotomy in spastic cerebral palsy / L.G. Guglielmetti, R.M. Santos, R.G. Mendon^a, H.H. Yamada, R.M. Assump^ao, P.M. Fucs // Rev. Bras. Ortop. 2015. Vol. 45, No 4. P. 420-425. DOI: 10.1016/S2255-4971(15)30391-8.

7. Adductor release and chemodenervation in children with cerebral palsy: a pilot study in 16 children / A. Khot, S. Sloan, S. Desai, A. Harvey, R. Wolfe, H.K. Graham // J. Child. Orthop. 2008. Vol. 2, No 4. P. 293-299. DOI: 10.1007/s11832-008-0105-1.

8. The Mechanism of hip dislocation related to the use of abduction bar and hip compression bandage in patients with spastic cerebral palsy / S. Kim, D. Lee, J.Y. Ko, Y. Park, Y.H. Yoon, J.H. Suh, J.S. Ryu // Am. J. Phys. Med. Rehabil. 2019. Vol. 98, No 12. P. 1125-1132. DOI: 10.1097/PHM.0000000000001261.

9. Immediate effect of horse riding simulator on adductor spasticity in children with cerebral palsy: A randomized controlled trial / C. Hemachithra, N. Meena, R. Ramanathan, A.J.W. Felix // Physiother. Res. Int. 2020. Vol. 25, No 1. P. e1809. DOI: 10.1002/pri.1809.

10.    The added value of orthotic management in the context of multi-level surgery in children with cerebral palsy / M. Schwarze, J. Block, T. Kunz, M. Alimusaj, D.W.W. Heitzmann, C. Putz, T. Dreher, S.I. Wolf // Gait Posture. 2019. Vol. 68. P. 525-530. DOI: 10.1016/j.gaitpost.2019.01.006.

11.    Does botulinum toxin A combined with bracing prevent hip displacement in children with cerebral palsy and "hips at risk”? A randomized, controlled trial / H.K. Graham, R. Boyd, J.B. Carlin, F. Dobson, K. Lowe, G. Nattrass, P. Thomason, R. Wolfe, D. Reddihough // J. Bone Joint Surg. Am. 2008. Vol. 90, No 1. P. 23-33. DOI: 10.2106/JBJS.F.01416.

12.    Роль функциональных ортезов на нижние конечности и туловище в изменении биомеханических параметров ходьбы у детей со спастиче­скими формами детского церебрального паралича / А.А. Кольцов, Э.И. Джомардлы, Н.В. Марусин, О.Л. Белянин // Физическая и реабили­тационная медицина. 2019. Т. 1, № 2. С. 5-15.

13.    Kinect V2-based gait analysis for children with cerebral palsy: validity and reliability of spatial margin of stability and spatiotemporal variables / Y. Ma, K. Mithraratne, N. Wilson, Y. Zhang, X. Wang // Sensors (Basel). 2021. Vol. 21, No 6. P. 2104. DOI: 10.3390/s21062104.

14.    Методология видеоанализа в диагностике нарушений локомоторной функции у детей с церебральным параличом при использовании ограниченного числа светоотражающих камер (обзор литературы) / А.Ю. Аксенов, Г.Х. Хит, Т.А. Клишковская, Т.И. Долганова // Ге­ний ортопедии. 2019. Т. 25, № 1. С. 102-110. DOI: 10.18019/1028-4427-2019-25-1-102-110.

15.    A new anatomically based protocol for gait analysis in children / A. Leardini, Z. Sawacha, G. Paolini, S. Ingrosso, R. Nativo, M.G. Benedetti // Gait Posture. 2007. Vol. 26, No 4. P. 560-571. DOI: 10.1016/j.gaitpost.2006.12.018.

16.    The gait profile score and movement analysis profile / R. Baker, J.L. McGinley, M.H. Schwartz, S. Beynon, A. Rozumalski, H.K. Graham, O. Tirosh // Gait Posture. 2009. Vol. 30, No 3. P. 265-269. DOI: 10.1016/j.gaitpost.2009.05.020.

17.    Gait Deviation Index, Gait Profile Score and Gait Variable Score in children with spastic cerebral palsy: Intra-rater reliability and agreement across two repeated sessions / H.M. Rasmussen, D.B. Nielsen, N.W. Pedersen, S. Overgaard, A. Holsgaard-Larsen // Gait Posture. 2015. Vol 42, No 2. P. 133-137. DOI: 10.1016/j.gaitpost.2015.04.019.

18.    Impact of ankle-foot orthoses on gait 1 year after lower limb surgery in children with bilateral cerebral palsy / I. Skaaret, H. Steen, T. Terjesen, I.  Holm // Prosthet. Orthot. Int. 2019. Vol. 43, No 1. P. 12-20. DOI: 10.1177/0309364618791615.

19.    Effects of an underwear-type hip abduction orthosis on sitting balance and sit-to-stand activities in children with spastic cerebral palsy / Y. Kusumoto, T. Matsuda, K. Fujii, K. Miyamoto, K. Takaki, O. Nitta // J. Phys. Ther. Sci. 2018. Vol. 30, No 10. P. 1301-1304. DOI: 10.1589/jpts.30.1301.

20.    Effects of the standing program with hip abduction on hip acetabular development in children with spastic diplegia cerebral palsy / L. Macias-Merlo, C. Bagur-Calafat, M. Girabent-Farres, W.A. Stuberg // Disabil. Rehabil. 2016. Vol. 38, No 11. P. 1075-1081. DOI: 10.3109/09638288.2015.1100221.

21.    The impact of botulinum toxin A and abduction bracing on long-term hip development in children with cerebral palsy / K. Willoughby, S.G. Ang, P. Thomason, H.K. Graham // Dev. Med. Child. Neurol. 2012. Vol. 54, No 8. P. 743-747. DOI: 10.1111/j.1469-8749.2012.04340.x.

22.    Theologis T. The role of botulinum toxin A and abduction bracing in the management of hip development in children with cerebral palsy // Dev. Med. Child. Neurol. 2012. Vol. 54, No 8. P. 681. DOI: 10.1111/j.1469-8749.2012.04335.x.

23.    The effect of botulinum toxin type A and a variable hip abduction orthosis on gross motor function: a randomized controlled trial / R.N. Boyd, F. Dobson, J. Parrott, S. Love, J. Oates, A. Larson, G. Burchall, P. Chondros, J. Carlin, G. Nattrass, H.K. Graham // Eur. J. Neurol. 2001. Vol. 8, No Suppl. 5. P. 109-119. DOI: 10.1046/j.1468-1331.2001.00043.x.

24.    Prevention of hip displacement in children with cerebral palsy: a systematic review / S.D. Miller, M. Juricic, K. Hesketh, L. Mclean, S. Magnuson, S. Gasior, E. Schaeffer, M. O'donnell, K. Mulpuri // Dev. Med. Child. Neurol. 2017. Vol. 59, No 11. P. 1130-1138. DOI: 10.1111/dmcn.13480.

25.    Orthotic management of cerebral palsy: recommendations from a consensus conference / C. Morris, R. Bowers, K. Ross, P. Stevens, D. Phillips // NeuroRehabilitation. 2011. Vol. 28, No 1. P. 37-46. DOI: 10.3233/NRE-2011-0630.

26.    Hip adductor intramuscular nerve distribution pattern of children: a guide for BTX-A treatment to muscle spasticity in cerebral palsy / Y. Yan, X. Fu, X. Xie, S. Ji, H. Luo, F. Yang, X. Zhang, S. Yang, P. Xie // Front. Neurol. 2019. Vol. 10. P. 616. DOI: 10.3389/fneur.2019.00616.

27.    Курочкина А.В., Овчинников Ю.Д. Изучение факторов равновесия, отталкивания в биомеханике движений спортсмена // Теоретическая и прикладная наука. 2019. Т. 75, № 7. С. 153-159.

28.    Meyer G., Ayalon M. Biomechanical aspects of dynamic stability // Eur. Rev. Aging Phys. Act. 2006. Vol. 3. P. 29-33. DOI: 10.1007/s11556-006-0006-6.

29.    Measures of dynamic balance during level walking in healthy adult subjects: Relationship with age, anthropometry and spatio-temporal gait parameters / T. Lencioni, I. Carpinella, M. Rabuffetti, D. Cattaneo, M. Ferrarin // Proc. Inst. Mech. Eng. H. 2020. Vol. 234, No 2. P. 131-140. DOI: 10.1177/0954411919889237.

30.    Анализ причин патологических паттернов кинематического локомоторного профиля по данным компьютерного анализа походки у де­тей со спастическими формами ДЦП / Г.М. Чибиров, Т.И. Долганова, Д.В. Долганов, Д.А. Попков // Гений ортопедии. 2019. Т. 25, № 4. С. 493-500. DOI: 10.18019/1028-4427-2019-25-4-493-500.

Информация об авторах:

1.      Андрей Юрьевич Аксенов - Ph.D. в здравоохранении, доцент

2.      Андрей Анатольевич Кольцов - кандидат медицинских наук

3.      Эльнур Исфандиярович Джомардлы

Вклад авторов:

Аксёнов А.Ю. - проведение биомеханических обследований, консультативная помощь в обработке данных цифрового материала, заключи­тельное редактирование статьи.

Кольцов А.А. - концепция и дизайн исследования, этапное и заключительное редактирование статьи.

Джомардлы Э.И. - анализ литературы, проведение клинического осмотра и помощь в проведении биомеханических обследований, обработка цифрового материала, написание базового текста статьи, этапное и заключительное редактирование статьи.

Этика исследования

Исследования были одобрены этическим комитетом ФГБУ ФНЦРИ им. Г.А. Альбрехта Минтруда России и проводились в соответствии с этическими стандартами, изложенными в Хельсинской декларации. Все пациенты, участвующие в исследовании, или их законные пред­ставители подписали информированное согласие на проведение данного исследования и публикацию результатов исследований без иденти­фикации личности.

На биомеханическое исследование в рамках темы «Использование компьютерного анализа движений в обосновании алгоритма ортопеди­ческого хирургического лечения пациентов с ДЦП» государственного задания на осуществление научных исследований и разработок ФГБУ «НМИЦ ТО им. акад. Г.А. Илизарова» Министерства здравоохранения России было получено разрешение комитета по этике при ФГБУ «НМИЦ ТО им. акад. Г.А. Илизарова». № 2(57) от 17.05.2018 г. Исследования проводились в соответствии с этическими стандартами Хель­синской декларации Всемирной медицинской ассоциации «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека» с поправками 2000 года, «Правилами клинической практики в Российской Федерации», утвержденными Приказом Минздрава РФ от 19.06.2003 года № 266.

Теги: ДЦП
234567 Начало активности (дата): 02.08.2023 13:14:00
234567 Кем создан (ID): 989
234567 Ключевые слова:  ходьба, ортезы, видеоанализ, ДЦП, дети
12354567899