Портал создан при поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

ДИАГНОЗ ПО ПОХОДКЕ

Доктор технических наук А. ЖИЛЯЕВ.

Артроз тазобедренного сустава, или коксартроз, начинается с ощущения дискомфорта при ходьбе, а в конце концов может привести к полной потере способности самостоятельно передвигаться. Как и большинство болезней, на ранней стадии коксартроз поддается лечению. Но вот беда - больной обычно обращается к врачу, когда в суставе уже произошли необратимые изменения и без хирургического вмешательства просто не обойтись. На помощь врачам пришли инженеры. В лаборатории биомеханики московского Центрального института травматологии и ортопедии (ЦИТО) под руководством Алексея Анатольевича Жиляева разработан метод, позволяющий поставить диагноз "коксартроз" по особенностям походки больного до того, как тот почувствует неприятные симптомы.

Артроз тазобедренного сустава (коксартроз) встречается гораздо чаще, чем артроз коленного и голеностопного суставов. Обычно он проявляется в пожилом возрасте. Предрасположенность к этому заболеванию передается по наследству. Если в семье были случаи коксартроза, то нужно следить за своей фигурой: при избыточном весе болезнь может начаться раньше назначенного природой срока.

Обеспечим библиотеки России научными изданиями!

Тазобедренный сустав представляет собой соединительную хрящевую ткань между вертлужной впадиной тазовой кости и головкой бедренной кости. В норме головка бедренной кости имеет шаровидную форму, ее поверхность, как и поверхность вертлужной впадины, покрыта гладким хрящом. Максимальной толщины (1,5-3,0 мм) хрящевая прослойка достигает на верхнем полюсе головки бедра, испытывающем наибольшее давление при нагрузке. Для уменьшения трения суставные полости заполнены суставной (синовиальной) жидкостью. Хрящ выполняет функцию амортизатора.

Коксартроз начинается с изменения свойств синовиальной жидкости: она становится более густой и вязкой. Поверхность хряща теряет влагу, покрывается трещинами. Больной ощущает некоторый дискомфорт при ходьбе и привычных движениях - все время "чувствует" сустав. Это происходит из-за увеличения трения между суставными поверхностями. При дальнейшем прогрессировании коксартро за потерявшая эластичность хрящевая прослойка истончается и перестает выполнять функции амортизатора. В результате повседневные небольшие нагрузки, безопасные для здорового человека, у больного артрозом приводят к деформации головки бедренной кости и появлению сильных болей в суставе. Головка бедра при коксартрозе может приобрести, например, грибовидную, цилиндрическую форму или даже сплющиться. По мере деформации головки бедра меняется походка больного: темп ходьбы замедляется, все фазы шага как бы растягиваются во времени, что позволяет уменьшить боль в пораженном суставе при опоре на больную ногу. В результате нагрузка на мышцы ног снижается, уменьшается мышечная масса (атрофия мышц) не только ноги с пораженным суставом, но и здоровой конечности. Нарушается кровообращение сустава, ухудшается обмен веществ. Если болезнь запустить, то больной может потерять способность передвигаться самостоятельно даже в пределах собственной квартиры.

Для таких больных выход один - эндопротезирование, то есть имплантация искусственного, металлического (например, титанового) сустава. Стоимость качественного протеза велика, затраты на проведение операции - тоже. Кроме того, не исключена возможность ее неудачного исхода. Не стоит забывать, что коксартрозом болеют люди преклонного возраста, когда здоровье уже не то и перенести операцию значительно труднее, чем в молодости.

Для объективной оценки состояния суставов ученые часто используют биомеханические параметры. Их множество, и все они дают определенную информацию врачу для постановки правильного диагноза. Способность сустава исправно выполнять свою функцию, то есть обеспечивать перемещение сегментов ноги при ходьбе, врачи оценивают по нарушениям походки. Однако на начальной стадии болезни походка не меняется. В таком случае с помощью однократной регистрации биомеханических параметров ходьбы коксартроз обнаружить невозможно. Но мы нашли выход - провели исследование серии шагов пациента. В лаборатории биомеханики московского Центрального института травматологии и ортопедии (ЦИТО) разработан новый метод: измерение сил взаимодействия стоп человека с поверхностью опоры (так называемая реакция опоры) в серии шагов. Он позволяет поставить диагноз на самых ранних этапах патологического процесса.

Измерительная установка представляет собой две динамометрические (регистрирующие силу давления на их поверхность) платформы с усилительными блоками, которые связаны с персональным компьютером. Обе они размещаются в специальных углублениях со смещением одна относительно другой, а их поверхности расположены на уровне пола. Пациент последовательно наступает на платформы в обычном темпе ходьбы. Интегрирование динамограммы реакции опоры (вычисление площади под кривой) позволяет определить нагрузку, приходящуюся на один шаг.

Для каждой ноги динамограмма ходьбы по ровной горизонтальной поверхности имеет вид почти симметричной двугорбой кривой. Первый ее максимум соответствует моменту касания опоры пяткой, второй - моменту отталкивания от опоры носком. Минимум приходится на перемещение неопорной ноги мимо опорной (так называемое положение равновесия). Переносимая нога из крайнего заднего положения с ускорением движется вниз, и сила давления на опорную поверхность снижается. Затем, после прохождения положения равновесия, переносимая нога с ускорением поднимается, что обусловливает увеличение силы давления на опору. Чередование этих процессов и приводит к появлению минимума на кривой распределения нагрузки. Если человек болен коксартрозом, самую сильную боль он ощущает на максимуме кривой. Это побуждает больного снижать темп ходьбы, поскольку пиковые нагрузки (амплитуды обоих максимумов) на сустав уменьшаются.

Сравним теперь реакцию опоры практически здорового человека и больного коксартрозом. Здоровый человек двигается автоматически - мышцы сокращаются в одну и ту же фазу шага. Поэтому динамограммы реакции опоры симметричны и от шага к шагу имеют минимальные отличия. В начале заболевания ширина зоны одной фазы на динамограмме немного шире, чем при нормальной ходьбе. В дальнейшем при развитии болезни эта зона постепенно расширяется. У больного коксартрозом во время ходьбы идет своеобразный "поиск" условий для снижения болевых ощущений в пораженном суставе - появляются коррекционные мышечные сокращения. Поэтому кривая распределения нагрузки становится асимметричной, непостоянной от шага к шагу, и на ней появляются локальные максимумы. То, насколько различается нагрузка от шага к шагу (вариабельность нагрузки), и есть самый чувствительный параметр, характеризующий степень поражения сустава. Как оказалось, величина вариабельности может помочь врачам в постановке диагноза до того, как пациент почувствует затруднения при ходьбе.

Биомеханические исследования походки, проведенные в ЦИТО, показали, что у здоровых людей независимо от возраста величина вариабельности нагрузки при ходьбе (в серии из десяти шагов) не превышает 0,5%. Если этот параметр выше, то пациенту пора сделать рентгеновский снимок сустава и обратиться к врачу для уточнения диагноза. Величина вариабельности нагрузки растет при прогрессировании артроза одного из крупных суставов ноги (тазобедренного, коленного или голеностопного). Чем сильнее боль в пораженном суставе, тем выше вариабельность нагрузки ноги при ходьбе. При выраженном коксартрозе она колеблется в пределах от 1 до 2,5%, а при очень сильных болях может достигать 3,5%.

Новое биомеханическое исследование дает возможность распознать коксартроз на самых ранних стадиях. Чем раньше обнаруживается заболевание, тем больше вероятность обойтись без хирургического вмешательства, воспользовавшись консервативными методами лечения: магнитотерапией и электростимуляцией определенных групп мышц. Применение магнитотерапии улучшает кровообращение в пораженном суставе и ускоряет регенерацию хрящевой ткани. Электростимуляция препятствует атрофии мышц и позволяет разгрузить пораженный сустав за счет формирования вокруг него "мышечного корсета".

Иллюстрация "Изменение нагрузки на опору при ходьбе у здорового человека (слева) и больного коксартрозом (справа)".
На каждом рисунке приведены кривые серии десяти шагов. Здоровый человек при ходьбе двигается автоматически, поэтому кривая распределения нагрузки практически не меняется от шага к шагу - десять кривых отличаются одна от другой не более чем на 0,35% (слева). Больной коксартрозом во время ходьбы постоянно пытается найти максимально комфортное положение, чтобы уменьшить боль в пораженном суставе, в результате динамограмма "расплывается", на ней появляются дополнительные максимумы, кривые варьируют от шага к шагу: отклонения в серии из десяти шагов достигают 2,99% (справа). P - вес, то есть давление пациента на опору в стоячем положении.


Случайная статья


Другие статьи из рубрики «Вести из институтов, лабораторий, экспедиций»