Severo-Zapadnaya akademiya osteopatii i medicinskoy psihologii, Sankt-Peterburg, Rossiya
Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
Disorders of postural balance and biomechanics of the musculoskeletal system are an important factor in the development of dorsalgia. Individual orthotics are used to correct load distribution and stabilize the postural system, but their effect on stabilometric parameters requires additional study. The aim of this study was to evaluate the immediate effect of orthotics on stabilometric posture parameters and the static position of the spine in the horizontal plane using the stabiloplatform and computerized optical topography (COMOT), as well as to evaluate their effect on the pain level in patients using the Visual Analog Scale.
dorsalgia, individual orthotics, postural balance, stabilometry, statokinesimetry, stabiloplatform, computerized optical topography (COMOT), ellipse area, horizontal plane, pressure center (PC), postural disturbances, biomechanical adaptation, anatomically short leg
Введение
Поддержание вертикальной позы и биподальная форма локомоции – одно из достижений человека в ходе его эволюции и приспособления к существованию в гравитационном поле Земли. Во время стояния человек совершает микроколебательные движения, называемые также устойчивым неравновесием, которые очень редко заметны при визуальном наблюдении. В связи с этим тело человека сравнивают с многоуровневой системой напряженной целостности – tensegrity, находящейся в постоянном движении [3]. Основные отделы постуральной системы – афферентные входы, центральные звенья, эффекторные структуры, мышечно-фасциальная система – обеспечивают сохранение устойчивой вертикальной позы человека в условиях разнообразных локомоций и позволяют адекватно реагировать на разнообразные воздействия, испытываемые организмом в покое и при движениях (Бернштейн Н.А., 1966; Скворцов Д.В., 2000; Todorov E., 2004) [2]. В связи с представлениями о теле человека как о системе, находящейся в состоянии подвижного равновесия, актуально понятие анатомически короткой ноги и ее влияния на всю постуру. Согласно остеопатическим представлениям, анатомически короткая нога – это структурная аномалия, которая выступает в качестве первичной соматической дисфункции, порождая нарушения биомеханики и вторичные дисфункции всего тела [8]. Данная структуральная особенность широко распространена среди населения (40-70%) и может создавать неадекватную нагрузку на твердые и мягкие ткани организма, что со временем может привести к боли и травмам [7]. Эта проблема обуславливает актуальность данного исследования.
Статокинезиметрия (син. стабилометрия) – метод качественного и количественного анализа колебательного процесса центра давления стоп на плоскости опоры вертикально установленного или сидящего человека. Метод служит для оценки функции равновесия и механизмов его поддержания как в норме, так и при различных патологических состояниях.
Для инструментального обеспечения метода статокинезиметрии в настоящее время служат стабилометрические анализаторы. Ключевым элементом любого стабилоанализатора является стабилоплатформа, которая по реакциям опоры на три или четыре тензодатчика при помощи компьютерной программы определяет искомую результирующую центра давления (ЦД) стоящего на платформе человека. Далее по специальным алгоритмам происходит анализ колебательного процесса этого ЦД. В проекции основное положение стоящего здорового человека схематично представляет собой вертикаль, проходящую через общий центр масс (ОЦМ) тела. Данная вертикаль опускается от центра головы (отверстие ушной раковины), проходит на 1 см кпереди от 3–4-го поясничного позвонка через центр тазобедренного сустава, впереди коленного сустава и ложится на плоскость опоры на 4–5 см кпереди от линии внутренних лодыжек [6]. По изменению положения ЦД на платформе судят о колебаниях ОЦМ тела человека. Графически совокупность точек, обозначающих положение ЦД, может быть представлена в виде кривой, называемой статокинезиограммой (стабилограммой).
При проведении статокинезиметрии учитывается роль отдельных анализаторных систем (слуха, зрения, дополнительной проприоцептивной нагрузки, оценки роли нижнечелюстного афферентного входа) в удержании вертикальной позы. Для правильной оценки пациент должен вставать на платформу босиком. Это необходимо соблюдать для клинических исследований, если задачей исследования не ставится определение влияния какого-либо типа обуви или ортеза на функцию баланса. Имеются две основные установки стоп пациента на платформе: европейская (в положении пятки вместе, носки разведены на угол в 30 градусов) и американская (стопы ног параллельны). Расстояние между стопами для такой установки нормировано [6].
Применение компьютерной стабилометрии в клинической практике позволяет объективно оценить нарушение в работе постуральной системы в целом, понять приоритетность поражения сенсорных входов постуральной системы, в частности [2]. Статокинезиограмма (СКГ) оценивается по площади (наиболее простой и понятный показатель, однако крайне нестабильный во времени и обладающий очень большой вариабельностью у одного и того же человека при повторных исследованиях [5]). Другими параметрами оценки являются средний радиус отклонения, длина кривой и колебания во фронтальной (стабилограмма Х) и сагиттальной (стабилограмма Y) плоскостях. Ось Х (фронтальная) проходит через межлодыжечную линию, ось Y (сагиттальная) — посередине между стопами [1]. Также к основным показателям, используемым в стабилометрическом исследовании, относятся средняя скорость движения ЦД, показатели спектра частот. Компьютерная стабилометрия предполагает дискретную регистрацию координат ЦД стоп с частотой 40–50 Гц. Таким образом, СКГ представляет собой последовательный ряд значений координат ЦД стоп.
Определяющими прогностическими признаками статокинетической устойчивости являются площадь и скорость движения ЦД. При статистическом подходе для упрощения оценки площади СК множество точек положений ЦД заменяется некоторой фигурой. Наиболее простой фигурой, отражающей близость распределения наблюдаемых координат к нормальному двумерному, является эллипс. Улучшение стабилометрических параметров в процессе лечения или реабилитации пациентов выражается в уменьшении отклонения ЦД во фронтальной оси, уменьшении площади СКГ [4].
Другой не менее актуальной и серьезной ортопедической проблемой является сколиотическая деформация позвоночника, в частности у детей и подростков. Проявляется она в виде бокового искривления позвоночника. Существует риск прогрессирования сколиотической деформации, выявленной у детей на начальных этапах, в период роста и формирования скелета. Это наводит на мысли о необходимости проведения ежегодных динамических наблюдений больных сколиозом с объективной регистрацией состояния их позвоночника до завершения роста скелета.
Для уменьшения числа рентгенологических обследований больных сколиозом разработаны многочисленные неинвазивные методы, такие как «The formulator body tracer», «Scoliometer», «Flexible curve», «Spinal pantograph» и другие. Однако недостаточная точность результатов данных методов и их косвенный характер не позволили им заменить рентген. Только после внедрения в медицину бесконтактных методов оптической топографии появилась возможность описания ортопедического статуса больных сколиозом.
Метод КОМпьютерной Оптической Топографии (КОМОТ) относится к методам муаровой топографии и разработан в Новосибирском НИИТО в 1994 году [9]. Данный метод был создан для решения проблемы проведения массовых обследований детского населения для выявления сколиоза и других деформаций позвоночника на ранних стадиях. Принцип его действия состоит в проецировании на спину пациента вертикальных черно-белых полос под небольшим углом сбоку от пациента, регистрации изображения этих полос ТВ-камерой и вводе его в цифровом виде в компьютер. Далее с помощью специальной программы восстанавливается трехмерная модель дорсальной поверхности туловища (ДПТ). Изображение спроецированных на тело пациента полос деформируется в соответствии с рельефом его поверхности и несет детальную информацию о ее форме. Затем строятся графические изображения во фронтальной (ФП), горизонтальной (ГП) и сагиттальной (СП) плоскостях, а также рассчитываются многочисленные параметры, количественно оценивающие состояние пациента. В частности, определяется угол латеральной асимметрии (ЛА) [11], который является топографическим аналогом угла по Коббу.
Положение и ориентация лопаток при грудной локализации основной дуги сильно коррелируют с рентгенологическим углом по Коббу. Это позволяет рекомендовать интегральный индекс асимметрии лопаток в качестве дополнительного и достаточно достоверного критерия наличия или отсутствия прогрессирования сколиотической деформации. Также это позволяет для большинства больных сколиозом, наблюдаемых в динамике, проводить регулярные топографические обследования вместо рентгенологических [10].
Отдельного внимания заслуживают индексы, измеряемые с помощью этой техники. Исходя из клинического опыта, их можно разделить на три группы:
1) индексы, количественно определяющие асимметрию и расположение анатомических ориентиров, измеряются в градусах или миллиметрах;
- угол наклона таза — FP,
- угол наклона лопаток — FS,
- угол наклона плеч (измеряется по подмышечным впадинам) — FH,
- максимальное отклонение остистых отростков от средней линии — SpMax,
- баланс тела (положение линии, соединяющей С7 и межъягодичную складку во фронтальной (FT) и сагиттальной (ST) плоскостях в градусах,
- скручивание плечевого пояса относительно горизонтальной оси — GH,
- скручивание лопаток относительно горизонтальной оси — GS,
- скручивание таза относительно горизонтальной оси — GP,
- скручивание плечевого пояса относительно таза — GT.
2) интегральные индексы деформации, суммирующие отклонения, измеряемые в относительных единицах;
- PTI — общий интегральный индекс формы нарушений дорсальной поверхности туловища;
- PTI-DF — интегральный индекс деформации формы туловища во фронтальной плоскости;
- PTI-DG — интегральный индекс нарушения ориентации в горизонтальной плоскости;
- PTI-DS — интегральный индекс нарушения ориентации в сагиттальной плоскости;
3) сложные индексы, которые описывают асимметрию и расположение анатомических ориентиров не напрямую. Наиболее значимым из сложных индексов является индекс VS. Это индекс асимметрии объема, измеряемый в миллиметрах [12].
Одним из параметров, взятых для данного исследования, является показатель состояния осанки в горизонтальной плоскости (GT). В формализованном диагнозе он является основным критерием нарушений осанки, который рассчитывается как разность угла поворота в горизонтальной плоскости плечевого пояса (GH) и таза (GP) и описывает разворот плечевого пояса относительно таза, то есть скрученность туловища или баланс туловища в горизонтальной плоскости [13].
Цель
Оценить немедленное влияние ортопедических стелек на стабилометрические параметры постуры и статического положения позвоночника в горизонтальной плоскости с использованием стабилоплатформы и компьютерно-оптического томографа (КОМОТ).
Задачи
- Изучить биомеханическую адаптацию людей в ортопедических стельках и босиком.
- Изучить изменения биомеханики в стельках и без них с помощью метода стабилометрии и компьютерно-оптического томографа.
Дизайн исследования
В исследовании приняли участие 36 пациентов (возраст от 18 до 55 лет, средний возраст 38–42 года; средняя масса тела 68 кг). Среди них 20 женщин и 16 мужчин. Основная жалоба у всех пациентов – боль в спине. Были выбраны именно пациенты с дорсалгией, потому что она является одной из ведущих причин инвалидности в мире, а также есть данные о том, что около 40% людей во всех странах страдают или страдали болью в спине хотя бы раз в жизни [17].
Критерии включения в исследование: отсутствие ортопедических или неврологических заболеваний, отсутствие травм пояса нижних конечностей и ног за последние 6 месяцев, способность поддерживать вертикальную позу босиком без боли. Все участники предоставили письменное информированное согласие.
Биомеханические параметры стабилометрии - площадь эллипса оценивалась с помощью стабилографа (МЕРА) (при оценке параметров пациентам надевали специальные наушники и светонепроницаемые очки для исключения входа данных от звукового и зрительного анализатора) и компьютерно-оптическим томографом оценивалась горизонтальная плоскость. Для исследования мы выбрали ортопедические стельки системы ФормТотикс, так как в исследованиях они проявили себя на наиболее доказательном уровне [14-16].
Контролируемое лабораторное исследование с двумя последовательными этапами оценки параметров:
Этап 1 (босиком). Все пациенты проходили оценку параметра площади эллипса на стабилоплатформе и оценку горизонтальной плоскости на КОМОТ босиком.
Этап 2 (в стельках). Все пациенты проходили оценку параметра площади эллипса на стабилоплатформе и оценку горизонтальной плоскости на КОМОТ в стельках системы ФормТотикс.
Всех пациентов просили оценить уровень их боли с использованием ВАШ до начала лечения и спустя месяц ношения индивидуальных ортопедических стелек. Несмотря на низкий уровень доказательности, этот метод по-прежнему остается одним из самых часто применяемых.
Статистический анализ проводился с использованием программы StatTech v. 4.9.5 (разработчик - ООО «Статтех», Россия).
Количественные показатели оценивались на предмет соответствия нормальному распределению с помощью критерия Шапиро-Уилка.
Количественные показатели, выборочное распределение которых соответствовало нормальному, описывались с помощью средних арифметических величин (M) и стандартных отклонений (SD). В качестве меры репрезентативности для средних значений указывались границы 95% доверительного интервала (95% ДИ).
В случае отсутствия нормального распределения количественные данные описывались с помощью медианы (Me) и нижнего и верхнего квартилей (Q1 – Q3).
При сравнении нормально распределенных количественных показателей, рассчитанных для двух связанных выборок, использовался парный t-критерий Стьюдента.
При сравнении количественных показателей, распределение которых отличалось от нормального, в двух связанных группах, использовался критерий Уилкоксона.
Различия считались статистически значимыми при p < 0,05.
Был проведен анализ динамики площади эллипса.
Таблица 1
Анализ динамики площади эллипса
|
Этапы наблюдения |
p |
|||
|
Площадь эллипса босиком |
Площадь эллипса в стельках |
|||
|
M ± SD |
95% ДИ |
M ± SD |
95% ДИ |
|
|
277,03 ± 149,72 |
181,91 – 372,16 |
176,67 ± 106,15 |
109,22 – 244,11 |
0,014* |
* – различия показателей статистически значимы (p < 0,05).
В процессе анализа у площади эллипса отмечались статистически значимые изменения (p = 0,014) (используемый метод: парный t-критерий Стьюдента).
Рис. 1. Анализ динамики площади эллипса
Был выполнен анализ динамики горизонтальной плоскости.
Таблица 2
Анализ динамики горизонтальной плоскости
|
Этапы наблюдения |
p |
|||
|
Горизонтальная плоскость босиком |
Горизонтальная плоскость стелька |
|||
|
Me |
Q₁ – Q₃ |
Me |
Q₁ – Q₃ |
|
|
0,78 |
0,63 – 0,90 |
0,80 |
0,76 – 1,15 |
0,043* |
* – различия показателей статистически значимы (p < 0,05).
В процессе анализа у горизонтальной плоскости отмечались статистически значимые изменения (p = 0,043) (используемый метод: критерий Уилкоксона).
Рис. 2. Анализ динамики горизонтальной плоскости
 |
Рис. 3. Анализ динамики интенсивности боли
Исходя из полученных данных динамики изменения показателей пациентов босиком и в стельках, нами были получены следующие результаты.
На первом этапе при исследовании площади эллипса на стабилоплатформе у пациентов босиком было выявлено значение средних арифметических величин (M) и стандартных отклонений (SD), и оно составило 277,03 ± 149,72, при границе 95% доверительного интервала (95% ДИ) – равного интервалу 181,91–372,16 (табл. 1). Горизонтальная плоскость на КОМОТ у пациентов босиком составила значение медианы (Me), равной 0,78, при значениях нижнего и верхнего квартилей (Q1–Q3) – равного интервалу 0,63–0,90 (табл. 2).
На втором этапе исследовании площади эллипса на стабилоплатформе у пациентов в стельках был выявлен разброс значений M ± SD = 176,67 ± 106,15, при 95% ДИ = 109,22 – 244,11 (табл. 1). Значения показателей горизонтальной плоскости на КОМОТ у пациентов босиком составило Me = 0,80, при Q₁ – Q₃ = 0,76 – 1,15 (табл. 2).
Немедленное влияние стелек на биомеханику (этап 2), по сравнению с исследованием босиком (этап 1), показало:
В процессе анализа у площади эллипса отмечались статистически значимые изменения (p = 0,014) (используемый метод: парный t-критерий Стьюдента), что подтверждает влияние стелек на площадь эллипса. В процессе анализа у горизонтальной плоскости отмечались статистически значимые изменения (p = 0,043) (используемый метод: критерий Уилкоксона). Это приводит к выводу, что стельки системы ФормТотикс улучшают постуральный баланс.
Выводы
1. Интенсивность болей в спине в ортопедических стельках и босиком уменьшилась на 40%
2. В процессе анализа площади эллипса при стабилометрии наблюдалось улучшение на 67%, и в горизонтальной плоскости – на 2,5% при КОМОТ, что является статистически значимым изменением, и это приводит к выводу, что индивидуальные стельки системы ФормТотикс улучшают постуральный баланс нижних конечностей и позвоночника.
1. Rud' I.M., Mel'nikova E.A., Rassulova M.A., Gorelikov A.E. Sovremennye aspekty stabilometrii i stabilotreninga v korrekcii postural'nyh rasstroystv // Doktor.Ru. 2017. № 11 (140). S. 51–56.
2. Zhutikov D.L., Usachev V.I. Stabilometricheskaya diagnostika ataksiy, obuslovlennyh disfunkciey sensornyh vhodov postural'noy sistemy // Manual'naya terapiya. 2013. № 3 (51). S. 28–35.
3. Parsons J. Tensegrity – unifying concept. Funkcional'nye narusheniya tkaney tela cheloveka i vosstanovlenie funkciy organizma: Materialy Mezhdunarodnogo simpoziuma. SPB: Izdatel'skiy dom SPbMAPO, 2005: 124-139.
4. Kolesnikov A.A., Belyaev V.E., Kononov A.F., Sliva S.S. Ob opredelenii ploschadi statokineziogrammy // Izvestiya Yuzhnogo federal'nogo universiteta. Tehnicheskie nauki. 2002. T. 28, № 5. S. 93–98.
5. Usatchev V.I., Sliva S.S., Belyaev V.E. Stabilometric testing of a postural system. Abstracts of the XVIIth Conferense of ISGGR. Marseille, 2005, 21(suppl. 1): 151.
6. Skvorcov D.V. Stabilometricheskoe issledovanie. Moskva : Maska; 2010. 176 s.
7. Simons D.G., Trevell D.G., Simons L.S. Miofascial'nye boli i disfunkcii. Rukovodstvo po triggernym tochkam v 2 tomah. Tom 1. Nizhnie konechnosti. Per. s angl. prof. B.V. Guseva. M. : «Medicina», 2005. 1171 s.
8. Frolov V.A., Nechaev V.I., Nechaev E.V., Smekalkina L.V. Diagnosticheskaya znachimost' kolichestvennoy ocenki raznovelikosti nizhnih konechnostey (obzor literatury) // Zhurnal «Medicinskiy alfavit». 2023. №2.
9. Sarnadskiy V.N., Sadovoy M.A., Fomichev N.G. Sposob komp'yuternoy opticheskoy topografii tela cheloveka i ustroystvo dlya ego osuschestvleniya. Zayavl. 26.08.96. Evraziyskiy patent № 111.
10. Sarnadskiy V.N. Komp'yuternaya opticheskaya topografiya. Ob'ektivnyy monitoring struktural'nyh skoliozov - neinvazivnaya al'ternativa rentgenu // Zhurnal «Poliklinika». 2008. №2. S. 40-44.
11. Sarnadskiy V.N., Fomichev H.G. Monitoring deformacii pozvonochnika metodom komp'yuternoy opticheskoy topografii. Posobie dlya vrachey MZ RF. Novosibirsk : NIITO, 2001. 44 s.
12. Fedotova Z.I., Pershin A.A. Obzor metodov deformacii pri skolioze // Fizicheskaya i reabilitacionnaya medicina. 2020. T. 2, № 2. S. 35-50.
13. Sarnadskiy V.N. Klassifikaciya narusheniy osanki v gorizontal'noy ploskosti po dannym KOMOT // Zhurnal «HIRURGIYa POZVONOChNIKA». 2011. №4. S. 40–46.
14. Daniel' R. Bonanno, Dzhordzh S. Merli, Shennon E. Mantenyu, Karl B. Landorf, Hil'ton B. Menc. Effektivnost' ortezov stopy pri profilaktike travmaticheskogo perenapryazheniya nizhnih konechnostey u rekrutov VMVM: randomizirovannoe kontroliruemoe issledovanie // Br. J. Sports Med. 2018 Mar;52(5):298-302.
15. Chia Dzh.K.K., Suresh S., Kua A., Ong L.Dzh., Pua Dzh.M.T., Lin Se Ay. Sravnitel'noe ispytanie raspredeleniya nagruzki na stopu pri ispol'zovanii korrektiruyuschih ortopedicheskih stelek, stelek «Formtotiks», podushechek ot pyatochnoy shpory i ploskih stelek u pacientov s hronicheskim podoshvennym fasciitom // Annaly Akademii mediciny, Singapur, 2009;38:869-75.
16. Landorf K.B., Kinan A.-M., Herbert R.D. Effektivnost' ortezov stopy v lechenii podoshvennogo fasciita. Randomizirovannoe issledovanie // Arch Intern Med. 2006 Jun 26;166(12):1305-10.
17. Hoy D., Beyn S., Uil'yams G. i dr. Sistematicheskiy obzor global'noy rasprostranennosti boley v poyasnice / Arthritis Rheum. 2012;64(6):2028-2037.
