Протезирование конечностей

Ходьба на протезе отличается заметной асимметрией изменения межзвенных углов сохранившейся и протезированной конечностей.

При ходьбе у человека возникают силовые факторы, называемые главным вектором и главным моментом сил реакции опоры. Типичные графики вертикальной и продольной составляющих главного вектора опорной реакции при ходьбе в произвольном темпе в норме представлены на рис. 15.18. Для графика вертикальной составляющей главного вектора опорной реакции характерно наличие вершин, соответствующих переднему (опора на пятку) и заднему (отталкивание передним отделом стопы) толчкам. Амплитуда этих вершин превышает массу человека и достигает 1,1— 1,25Р (Р — масса человека). Продольная составляющая тоже имеет две вершины разных знаков: первая, соответствующая переднему толчку, направлена вперед; вторая, соответствующая заднему толчку, направлена назад. Максимум продольной составляющей главного вектора опорной реакции достигает 0,25Р.

Еще одна составляющая главного вектора опорной реакции — поперечная. Она возникает при переступании с одной ноги на другую, и ее максимум достигает 8—10% массы человека. При ходьбе на протезе также характерна заметная асимметрия между опорными реакциями сохранившейся и протезированной конечностей.

Так, при односторонней ампутации голени на 20—25% увеличивается амплитуда угла в ТБС сохранившейся и протезированной конечностей, а при односторонней ампутации бедра возрастает амплитуда этого угла только на протезированной конечности. Межзвенный угол в коленном шарнире (КШ) протезированной конечности в интервале опоры равен нулю, так как отсутствует характерное для нормы подгибание в коленном суставе в начальный момент переднего толчка (рис. 18.52).

Асимметрия ходьбы на протезе проявляется в аритмии шагов: опорный период на протез меньше опорного периода на здоровую ногу. Для количественной оценки этой аритмии вводится коэффициент ритмичности, равный отношению продолжительности опорных периодов протезированной и здоровой конечностей.

Энерготраты при ходьбе в норме и на протезах. Ампутация части нижней конечности резко меняет распределение энерготрат на мышцы здоровой и протезированной конечностей. Усечение одной конечности на уровне голени приводит к потере ее мышечных энергоресурсов на 60—66 %, а на уровне бедра — на 70—85 %. В связи с этим оставшиеся мышцы сохранившейся конечности и культи работают в режиме компенсаторных перегрузок. Расчеты показывают что инвалид, преодолевающий в день расстояние в 5 км, из-за перегрузок нуждается в восполнении энергии, равной 18—20 МДж (при ходьбе в норме в тех же условиях — 5 МДж). Таким образом, одна лишь ходьба переводит инвалидов в категорию лиц, занятых тяжелым физическим трудом.

Рис. 18.52.График изменения межзвенного угла в коленном шарнире при ходьбе на протезе бедра (по А.П. Кужекину и соавт., 1984)

На рис. 18.53 показана траектория перемещения ОЦМ тела человека при ходьбе в норме и на протезе бедра в проекции на фронтальную плоскость.

Рис. 18.53.Траектория ОЦМ человека при ходьбе в норме и на протезе бедра (по А.П. Кужекину и соавт., 1984)

При опоре на сохранившуюся конечность почти вдвое увеличивается вертикальная компонента — подъем ОЦМ вверх, а при опоре на протезированную конечность более чем вдвое увеличивается поперечное перемещение ОЦМ, появляется хромота.

Слепые (незрячие) и слабовидящие

В развитии двигательных функций, координации движений и формировании активной реакции большое значение имеет мышечно-суставное чувство. У незрячих и слабовидящих оно нарушено из-за того, что страдает зрительный анализатор.

У них изменена походка в связи с отсутствием зрительного анализатора. Так, при тестировании незрячих спортсменов выявляется нарушение координации движений, существенные нарушения

выявляются и во время ходьбы: уменьшается длина шага, отсутствует ритмичность движений нижних конечностей, возрастает степень (фаза) опоры на всю ступню и др.

Тренировки незрячих спортсменов направлены на развитие различных видов чувствительности: мышечно-суставной, тактильной, температурной и др.

Для повышения функционального состояния незрячих спортсменов используются тренировки на велоэргометре, третбане (с фиксирующим поясом), в бассейне (с резиновыми поясами-амортизаторами со звуковым сигналом), тренажерах и т. п. с учетом биомеханики.

Сколиоз с позиции биомеханики

Воздействие физических нагрузок на позвоночник приводит к повышению давления на вогнутой стороне позвоночника, которое вначале амортизируется эластичностью межпозвонковых дисков. По мере развития сколиоза, желатиновое ядро диска перемещается в выпуклую сторону, а фиброзное кольцо выпячивается в вогнутую сторону и способствует образованию клювовидных выростов на теле позвонков.

Межпозвонковый диск подвергается дистрофическим изменениям, теряются его амортизирующие свойства. Длительная (усиленная) физическая нагрузка ведет к компрессии позвонков на вогнутой стороне с задержкой их роста, а менее нагруженные отделы диафизарного хряща позвонков на выпуклой стороне продолжают свой рост. Благодаря этому формируются клиновидная форма позвонков с вершиной на вогнутой стороне деформации позвоночника, боковое искривление его и торсия. В связи с торсией позвоночника вокруг вертикальной оси вершина клина расположена по диагонали позвонка, несколько кзади. Деформируются также дужки, остистые, поперечные и суставные отростки позвонков; связочный и мышечный аппарат на выпуклой стороне растягивается, на вогнутой контрагируется, образуются мышечные валики. Эти изменения формы позвонков сопровождаются смещением их в выпуклую сторону, что является также элементом торсии.

Ребра на выпуклой стороне искривления позвоночника в результате торсии деформируются с образованием так называемого заднего реберного горба с расширенными межреберными промежутками.

Таким образом, сколиоз представляет собой сложную деформацию позвоночника в трех плоскостях: фронтальной, сагиттальной и горизонтальной (см. рис. 16.1; 16.24).

Изменения во фронтальной плоскости характеризуется боковыми искривлениями позвоночника, в сагиттальной плоскости — развитием усиленного поясничного лордоза и грудного кифоза, а в горизонтальной плоскости — торсией позвоночника.

По форме сколиоз может быть с одной дугой искривления влево или вправо, S-образный — с двумя, реже — с тремя дугами и тотальный S-образный (см. рис. 16.24).

Для учета течения сколиоза и результатов лечения необходимо клиническое обследование больного; при этом определяются разная высота надплечий, асимметрия расположения лопаток, отклонение остистых отростков от средней линии, наличие торсии по реберному горбу и мышечному валику; важна проверка подвижности позвоночника, стабильность деформации при потягивании за голову. В положении больного стоя выясняют косое стояние таза, наличие лордоза поясничного отдела позвоночника; в положении больного лежа на спине исследуют состояние мышц живота, лежа на животе — состояние мышц спины. Важно определить возможность коррекции деформации позвоночника.

Рис. 18.54.Аппарат Шультеса для измерения торсии позвоночника (за счет выступления реберного горба)

Ротация позвонков определяется по отклонению остистых отростков, асимметрия дужек — на рентгенограммах в фас.

Величину реберного горба измеряют при наклоне туловища вперед и вниз прибором Шультеса (рис. 18.54).

С помощью прибора гониометра Гамбурцева (в модификации Г.Л. Бесядовской) исследуют деформацию позвоночника в трех плоскостях: фронтальной, сагиттальной и горизонтальной.

При этом определяется: 1 — положение надплечий во фронтальной плоскости; 2 — положение таза во фронтальной плоскости; 3 — глубина дуги сколиоза; 4 — величина девиации (угловое смещение С₇ от базовой линии во фронтальной плоскости); 5 — величина ротации (угол между линиями надплечий и таза в проекции на горизонтальную плоскость); 6 — вершина угла ротации (точка пересечения линий надплечий и таза) и проекции на горизонтальную плоскость; 7 — положение Tj и отклонение его от базовой (вертикальной) линии в сагиттальной плоскости; 8 — глубина дуги кифоза в сагиттальной плоскости; 9 — глубина дуги лордоза в сагиттальной плоскости (см. рис. 16.29).

Кроме того, искривление позвоночника можно определить с помощью отвеса (см. рис. 16.24), опущенного от остистого отростка VII шейного позвонка.

Общая подвижность позвоночника при ротации составляет 120°, в том числе 5° — в поясничном отделе, 40° — в грудном и 75° — в шейном.

Рис. 18.55.Нормальная осанка (а), сколиоз (б)

В отличие от нормы (рис. 18.55) при сколиозе любой наклон позвоночника — боковой, переднезадний или «косой», т. е. в произвольном направлении) — вызывает ротацию позвонка.