Способ оценки степени напряжения компенсаторных механизмов при нарушении функции коленного сустава

Изобретение относится к терапии и ортопедии. Проводят стабилометрию в сочетании с тестом Ромберга и интерференционную электромиографию (ЭМГ) мышц бедра и голени, участвующих в поддержании вертикальной стойки. Если наблюдают парадоксальное смещение оси центра масс в сочетании с асимметричным уменьшением амплитуды колебаний ЭМГ с коэффициентом более 1,7 и уменьшением частоты колебаний ЭМГ с коэффициентом асимметрии более 1,6 конкордантного типа, то делают вывод о срыве компенсаторных возможностей опорно-двигательного аппарата в поддержании баланса тела. Технический результат предложенного способа заключается в объективной количественной оценке степени напряжения/срыва компенсаторных механизмов опорно-двигательной системы при нарушенной функции коленного сустава, сопровождающейся болевым синдромом. 2 ил.

 

Изобретение относится к медицине, а именно к терапии и ортопедии.

У всех больных с заболеваниями и травмами коленного сустава развиваются разной степени выраженности нарушения его функции (у 25% - значительные), связанные, главным образом, с болевым синдромом. Болевой синдром может вызываться разными причинами - тканевым повреждением, воспалением, раздражением нервных окончаний и купирование его - основная цель клиницистов. Но в конечном итоге эффективность лечения определяет функциональный результат. До определенной степени функциональная недостаточность коленного сустава уравнивается напряжением компенсаторных механизмов в виде относительного укорочения конечности, перекоса тазового кольца и т.д. Однако функциональная патология не может быть реально определена физическим обследованием пациента с помощью органов чувств или рутинными инструментальными методами. Очевиден дефицит объективных методов оценки функции коленного сустава через оценку степени напряжения/срыва компенсаторных механизмов опорно-двигательной системы. Фиксируя объективные данные, можно отделить компенсаторные механизмы от эффекта «плацебо», который в случае, например, гонартроза может достигать 60%.

Общепринятое клиническое обследование больного с анализом его жалоб, анамнеза, выявления профессиональных вредностей, потенцирующих развитие суставной патологии, в значительной мере субъективно, а получаемые результаты мало информативны для оценки собственно функции. В условиях синовита диагностическая ценность этих приемов становится еще меньше.

Возможна оценка функции измерением гониометром углов активного и пассивного сгибания/разгибания в коленном суставе, а также дополнительного «люфта» при сопутствующем синдроме гипермобильности. Цифры углов сгибания/разгибания не дают объективной картины функциональной недостаточности сустава: до определенной степени данное несоответствие компенсируется напряжением связочно-суставного аппарата контралатеральной конечности, относительным ее укорочением, изменением угла наклона пояснично-крестцового отдела позвоночника и т.д.

В практике в настоящее время терапевтами и ревматологами используется функциональный индекс WOMAC, оценивающий функциональную недостаточность суставов по визуальной аналоговой шкале (в мм) - трудности, испытываемые больными при вставании, наклонах, выполнении различных работ и т.д. (Bellamy N. et al. Validation study of WOMAC: a health status instrument for measuring clinically important patient relevant outcomes to antirheumatic drug therapy in ratients with osteoarthritis of the hip or knee. // J. Rheumatol. - 1988. - №15. - P.1833-1840). Отношение к WOMAC, как к объективному показателю, затруднено. Связано это с субъективностью получаемых оценок, причем как со стороны пациента, так и врача. Его применение не может нивелировать «эффект Готорна» и не позволяет использовать результаты в мета-анализах: нет меры неопределенности результатов (стандартное отклонение или доверительные интервалы), что затрудняет трактовку полученных результатов исследований с позиций доказательной медицины.

Использование рентгенограмм, в т.ч. с дополнительным контрастированием (пневмоартрография, двойное контрастирование и т.д.), ЯМР-сканирования, УЗИ не позволяет оценить динамику и индивидуальные особенности функционального состояния коленного сустава, так как эти методы объективизируют морфологические структуры. Дополнительные же функциональные пробы достаточно информативны лишь в случае резко выраженных нарушений с ясной клинической картиной и не используются в широкой практике в целях основной диагностики (Краснов А.Ф. с соавт., 1989; Фридланд Л.В., 1993; Jackson R., 1994).

Клинический анализ походки позволяет на ранних, доклинических стадиях выявить патологию опорно-двигательной системы в целом, в том числе функцию коленных суставов (Shih L. et al., 1993; Waters R. et al., 1993). Но трудоемкость и относительная продолжительность исследования, требующая громоздкой аппаратуры, не позволяет проводить скрининг-исследования в динамике лечения, уточнять характер имеющейся патологии. «Многослойность» получаемой в результате этого исследования информации затрудняет интерпретацию результатов. Кроме того, интенсивный болевой синдром способен значительно исказить получаемый результат исследования и ухудшить его комплайентность.

Теоретическим обоснованием возможности оценки функции является постулат, что на любую патологию организм отвечает попыткой компенсировать возникшее изменение на наименьшем энергозатратном пути. При наличии в сегменте конечности сустава с движениями более 1 степени свободы первичные компенсации приобретают вид перестройки при использовании интактных степеней свобод как компенсаторных. При этом перестройка функционального алгоритма может происходить как на более высоком уровне поражения, так и в нижележащем суставе. Вовлечение контралатеральной конечности происходит при невозможности компенсации повышения энергетических затрат на относительно малом уровне только с использованием функциональных возможностей ипсилатеральной конечности. Это тем более актуально, что в начальных стадиях хронической патологии коленного сустава оптимизация функции, а не нормализация ее (переводящая организм на энергозатратный путь) может длительно поддерживаться компенсаторными функциональными приспособлениями. После исчерпания компенсаторных возможностей уровня нижних конечностей «включается» позвоночник.

Базовой точкой исследования функционального состояния нижних конечностей является вертикальная стойка, выполнить которую можно даже при интенсивном болевом синдроме. Удержание человеком вертикального положения - динамический феномен, результирующий взаимодействия зрительного, вестибулярного анализаторов и опорно-двигательной системы. Стабилометрия - метод исследования баланса вертикальной стойки и ряда переходных процессов посредством регистрации положения, отклонения и других характеристик проекций общего центра тяжести на плоскость опоры. При этом исполнительной системой является опорно-двигательная, непосредственный контроль над ней осуществляет нервная система, получающая информацию с проприорецепторов. Зрительная и вестибулярная системы вносят «коррекцию» в работу нервной системы, при этом в основной позе большая роль принадлежит зрению. Поскольку вестибулярный анализатор «включается» только при высокоамплитудных движениях с вовлечением головы, он практически не влияет на балансировку тела в основной стойке в данных условиях. Нарушение в работе одного из звеньев данной системы приведет к нарушению работы всей системы в целом. Изменение опороспособности нижней конечности вследствие заболевания и/или травмы приводит к необходимости адаптации функциональной системы контроля баланса вертикальной стойки к изменившимся условиям. Относительно недавно стабилометрия начала применяться в неврологической практике, в работе реабилитационных отделений после травм и ортопедической коррекции (Батышева Т.Т. с соавт. Современные технологии диагностики и реабилитации в неврологии и ортопедии. - М.: Медика, 2005. - 256 с.). В доступной литературе мы обнаружили единичные работы, посвященные исследованию баланса и проприоцепции при травмах коленного сустава с использованием стабилометрии, направленные на оценку результатов хирургической коррекции (Ветрилэ B.C. с соавт. Стабилометрия как метод оценки проприоцепции при повреждениях капсульно-связочного аппарата коленного сустава. / Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н.Приорова. - 2002. - №2. - С.38-41; Ageberg Е. et all. Balance in single-limb stance in patients with anterior cmciate ligament injury: relation to knee laxity, proprioception, muscle strength, and subjective function. / Am. J. Sports Med. - 2005. - Oct., 33(10). - P.1527-1535; Gauffin H. et all. Function testing in patients with old rupture of the anterior cruciate ligament./ Int. J. Sports Med. - 1990. - Feb, 11(1). - P.73-77).

Электромиография как метод диагностики изучает электрическую активность периферического аппарата нервно-мышечной системы. Патофизиологическое состояние нервно-мышечного аппарата в целом позволяет ответить не только на диагностические, но и на прогностические вопросы и контролировать эффективность лечения. ЭМГ основных мышц, участвующих в поддержании вертикальной стойки, определяет симметричность вовлечения нервно-мышечного аппарата в динамический процесс равновесия, а функциональные пробы оценивают степень нарушения рекрутирования мышечных волокон вследствие заболевания и болевого синдрома.

Технический результат предложенного способа заключается в объективной количественной оценке степени напряжения/срыва компенсаторных механизмов опорно-двигательной системы при нарушенной функции коленного сустава, сопровождающейся болевым синдромом, с возможностью использования в динамике наблюдения и лечения путем применения стабилометрии с тестом Ромберга и поверхностной интерференционной электромиографии основных мышц, участвующих в поддержании вертикальной стойки.

В комплекс обследования были включены статическая стабилометрия с тестом Ромберга, выполняемая на платформе НМФ «МБН» (Москва), и поверхностная электромиография (ЭМГ), снимаемая на аппаратно-программном комплексе «Нейро-микро-ЭМГ» фирмы «Нейрософт» (Иванове). Выполнялись спонтанная и интерференционная поверхностная ЭМГ симметрично с основных групп мышц, участвующих в поддержании вертикальной стойки (паравертебральных, бедер и икроножных), с использованием электродной колодки с фиксированным межэлектродным расстоянием 20 мм. Коэффициент базовой функциональной асимметрии, индивидуальной для каждого больного, определялся в положении лежа, при максимальном расслаблении мышц нижних конечностей. Анализ спектра частот позволял уточнить периферический характер нарушений (пики расстройств в высокочастотной части спектра больше 1500 Гц).

Результаты обработаны методами дисперсионного анализа, использовались критерий Стьюдента и вариант множественного сравнения Ньюмена-Кейлса (при нормальном распределении значений выборки), критерий Крускала-Уоллиса (при отсутствии нормальности распределения). Результаты представлены в виде Х±s, где Х - выборочное среднее, s - стандартная ошибка среднего.

Обследовано 48 пациентов, поступивших на лечение в ортопедическое отделение Ивановского областного госпиталя для ветеранов войн. Репрезентативную контрольную группу составили 15 человек без признаков суставных заболеваний. Все больные при поступлении предъявляли жалобы на боли механического ритма, возникшие или резко усилившиеся после эпизода перегрузки (падения, удара и т.д.). У всех больных подозревалась травма коленного сустава (повреждение суставного хряща, связок, менисков).

При выполнении статической стабилометрии с тестом Ромберга у всех больных выявлено разной степени выраженности смещение общего центра масс (ОЦМ) в контуре тела, главным образом, во фронтальной плоскости (8,61±0,8 мм), при этом смещение носило как компенсаторный характер в сторону здоровой конечности, так и в сторону больной ноги и сопровождалось увеличением скорости статокинезиограммы (15,16±1,54 мм/с при 8,60±0,30 мм/с, p<0,05 в контрольной группе). Определена корректирующая роль функции зрения при выполнении вертикальной стойки (длина пути при закрытых глазах - 902,96±50,12 мм, при открытых - 564,33±16,17 мм, p<0,05; коэффициент Ромберга 169,56±14,30) (87,5% обследованных больных имели разной степени миопию).

По результатам стабилометрии выделены две функциональные группы. У больных 1 группы (n=29) смещение ОЦМ носило компенсаторно-разгрузочный характер в контралатеральную сторону, в том числе, при закрытых глазах. При выполнении нагрузочного теста (по переносимости подъем на 1 пролет лестницы) смещение ОЦМ в противоположную от клинически больной конечности сохранялось, при закрытых глазах наблюдалась тенденция к нормализации положения ОЦМ. После проведенного обследования 8 пациентам из 1 функциональной группы от выполнения планируемой артроскопии отказались, купирование болевого синдрома достигнуто консервативными методами.

Во 2 группе (n=19) смещение ОЦМ изначально, либо при закрывании глаз и после нагрузки носило парадоксальный характер со смещением ОЦМ в сторону ипсилатеральной конечности. При выполнении диагностической артроскопии было подтверждено наличие анатомического нарушения опороспособности (разрыв мениска, крестообразных связок и т.д.), либо далеко зашедший дегенеративный процесс (хондромаляция, разволокнение мениска).

Анализ амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) статокинезиограммы в обеих группах больных показал усиление нестабильности за счет мышечно-тонического компонента. По показателям FrY, Y2, Y3 различия закрытые/открытые глаза были достоверны (0,14±0,09 Гц; 2,13±0,85 Гц; 1,25±0,49 Гц с открытыми глазами и 0,21±0,20 Гц; 3,11±1,72 Гц; 1,83±0,98 Гц, соответственно, с закрытыми, p<0,05), что подтверждает вывод о корректирующей роли зрения. Выделение группы больных с ведущим мышечно-тоническим синдромом по типу энтезопатий обосновало предположение о ведущем характере нарушений (достоверное изменение Max X с Q=2,24 при критическом 1,96).

Степень асимметрии амплитуды и частоты интерференционной ЭМГ основных групп мышц, участвующих в поддержании вертикальной стойки, не была ассоциирована с отклонением ОЦМ и интенсивностью болевого синдрома по визуальной аналоговой шкале. В выделенной 1 функциональной группе пациентов установлен дискордантный характер амплитудно-частотных характеристик ЭМГ (увеличение амплитуды максимальных колебаний при функциональных пробах сопровождалось уменьшением средней частоты на стороне клинически больной конечности). Асимметрия при этом была выраженное в икроножной группе мышц в основной стойке, а при функциональных пробах - в мышцах бедра.

Во 2 функциональной группе (анатомическое нарушение опороспособности) в 84% установлен конкордантный характер амплитудно-частотных изменений (увеличение амплитуды сопровождалось увеличением частоты колебаний); при давности инициирующего момента более 6 месяцев эти изменения наблюдались на контралатеральной конечности, до 6 месяцев - на ипсилатеральной. Асимметрия нарастала при выполнении функциональных проб.

Клинические примеры

1. Больная Ш., 1937 г. рождения. Клинический диагноз: двусторонний гонартроз 3 стадии справа, 4 стадии слева (по Келлгрену-Лоуренсу), медленно-прогрессирующее течение. НФС 2.

Больная более 10 лет страдает данным заболеванием, неоднократное лечение амбулаторно и стационарно - с улучшением. Эффективность применяемой терапии в последние годы уменьшилась. Направление на функциональную диагностику состояния опорно-двигательного аппарата связано с затруднениями в объективной оценке функционального состояния двигательной сферы и уточнения тактики ведения больной.

Статическая стабилометрия в динамике лечения. Преимущественно голеностопная стратегия поддержания равновесия в основной стойке с парадоксальным смещением ОЦМ в сторону ипсилатеральной конечности при снижении стабильности баланса тела с закрытыми глазами, что может свидетельствовать о проприоцептивной недостаточности (индекс Ромберга 328). Анализ АЧХ - увеличение доли мышечно-тонического компонента в поддержании баланса в обеих плоскостях, главным образом, в сагиттальной (FrY 0,39 Гц с открытыми и 0,49 Гц с закрытыми глазами при 60Уз=1,27 Гц). В динамике лечения (НПВП в терапевтических дозировках, нолтрекс по 2 инъекции в полость обоих коленных суставов) - сохраняется смещение ОЦМ в прежних характеристиках, незначительно уменьшилась амплитуда колебаний и скорость девиаций ОЦМ. Клинически - незначительное уменьшение болевого синдрома и некоторое увеличение амплитуды движений в коленных суставах (фиг.1а, б).

Поверхностная интерференционная ЭМГ выявила асимметрию амплитуды и частоты стоя (базовый коэффициент - 1,2-1,3), главным образом, мышц бедра и голени (коэффициент асимметрии амплитуды 1,6 и 1,7 меньше на стороне боли, частоты - 1,5 и 1,6 больше на стороне боли). В результате лечения при наличии клинического эффекта произошло нарастание асимметрии амплитудно-частотных показателей (коэффициент асимметрии амплитуды составил 2,9 и 1,9, а частоты - 2,7 и 2,3 соответственно).

Таким образом, данное функциональное состояние расценено как срыв компенсаторных возможностей опорно-двигательного аппарата в поддержании баланса тела. Больная запланирована на эндопротезирование коленного сустава.

2. Больной К., 1977 года рождения. Месяц назад при тракционном движении - резкая боль в левом коленном суставе. Амбулаторное лечение (НПВП местно, физиолечение) - без значительного улучшения.

Направление на функциональную диагностику связано с необходимостью объективизации состояния двигательной сферы и уточнения тактики ведения пациента.

Статическая стабилометрия - смещение ОЦМ в сторону контралатеральной конечности вправо и кзади с увеличением длины пути без увеличения площади. После выполнении функциональной нагрузки сохраняется компенсаторно-разгрузочное смещение ОЦМ (фиг.2а, б).

Интерференционная ЭМГ - недостоверное увеличение асимметрии амплитудно-частотных показателей до 1,2-1,4 при меньшей амплитуде на больной стороне (бедро и голень). Наблюдается асимметричное увеличение амплитуды колебаний паравертебральных мышц на стороне боли при конкордантных амплитудно-частотных характеристиках на здоровой стороне.

Данное состояние расценено как напряжение компенсаторных механизмов разгрузочного характера (подтвержден клинический диагноз энтезопатии). Была усилена противовоспалительная и физическая терапия, использованы средства немедикаментозной коррекции (наколенник с боковыми вставками). Клиническое улучшение наступило в течение 3 недель. Статическая стабилометрия подтвердила нормализацию баланса тела, сопутствующая асимметрия мышц не выявлена.

Способ оценки степени напряжения компенсаторных механизмов опорно-двигательной системы при нарушении функции коленного сустава, включающий стабилометрию, отличающийся тем, что стабилометрию выполняют с тестом Ромберга и дополняют интерференционной электромиографией (ЭМГ) мышц бедра и голени, и парадоксальное смещение оси центра масс в сочетании с асимметричным уменьшением амплитуды колебаний ЭМГ с коэффициентом более 1,7 на стороне больной конечности и увеличением частоты колебаний ЭМГ с коэффициентом асимметрии более 1,6 конкордантного типа оценивается как срыв компенсаторных возможностей опорно-двигательного аппарата в поддержании баланса тела.