Биомеханическое обоснование корсетотерапии

Позвоночник в целом представляет собой сложный орган, обладающий различными свойствами. С одной стороны, это прочная и устойчивая конструкция, защищающая спинной мозг и удерживающая верхнюю половину тела; с другой — эластичный и подвижный аппарат, амортизирующий толчки и обеспечивающий перемещение верхней части туловища относительно таза.

Адаптация к стоянию на двух конечностях в процессе эволюции сопровождалась изменением взаимоотношений звеньев тела, перераспределением масс, развитием мускулатуры, участвующей в стабилизации вертикального положения туловища. В этой ситуации единственной опорой для тела стал позвоночник, передающий нагрузку головы, рук и туловища тазу.

При разработке принципов построения протезно-ортопедических средств для лечения больных сколиозом наибольший интерес представляет понимание биомеханических закономерностей, обуславливающих сохранение вертикального положения туловища.

В норме масса туловища сосредоточена в срединно-сагиттальной плоскости, впереди позвоночника, поэтому статический момент массы тела возникает только в этой плоскости. В организме нет мышц, которые были бы расположены в срединно-саггитальной плоскости, но необходимый стабилизирующий эффект достигается при одновременном и равномерном напряжении мышц — разгибателей спины (и связок) правой и левой половин туловища.

Большинство паравертебральных мышц расположены наклонно, т. е. их усилия действуют не только по вертикали, но и по горизонтали. При одинаковом напряжении симметричных мышц горизонтальные силы уравновешиваются. Поэтому в норме на каждом из уровней позвоночника равнодействующая массы тела и мышечных сил (проходящая через пульпозное ядро межпозвонкового диска) располагается вертикально [Беленький, 1976].

При идиопатическом сколиозе массе тела, которая создает статический момент во фронтальной плоскости, противостоят не одинаковые, а разные усилия паравертебральных мышц. Интенсивнее напрягаются мышцы на стороне выпуклости деформации, поэтому на уровне искривления равнодействующая массы тела и усилий мышц располагается не вертикально, а наклонно. Чрезмерное напряжение мышц на стороне сместившегося ядра побуждает организм искать дополнительные источники силы. При боковом наклоне позвоночника к удержанию равновесия тела активно привлекается его связочный аппарат.

Следовательно, для больного сколиозом характерны асимметричное действие массы тела и односторонняя антигравитационная работа мышц и связок (рис. 5.13).

Рис. 5.13. Равновесные системы сил, действующие в области деформированных участков позвоночника [Беленький, 1976]: Р₁ Р₂ — масса тела, приложенная к деформированным участкам позвоночника; М₁ М₂ — усилия мышц и связок; R₁ R₂ — равнодействующая массы тела и мышечносвязочных сил

Из картины нагружения позвоночника при сколиозе вытекает несколько важных в практическом отношении положений, на которых строятся принципы построения корсетов [Беленький, 1976].

Первый принцип: лечение сколиоза должно предусматривать уменьшение деформирующего воздействия массы тела. Статический момент массы тела может быть уменьшен при помощи внешних опор, по которым часть массы тела передается непосредственно тазу (рис. 5.14).

Рис. 5.14. Принципы построения корсетов [Беленький, 1976]: а — силы, действующие на искривленный участок позвоночника (Р — масса тела, М — усилия мышц и связок,
R — равнодействующая Р и М); б — разгрузка корсетом за счет уменьшения массы тела, приложенной к позвонкам; в — разгрузка за счет уменьшения плеча действия массы тела

Рассмотренный принцип построения корсетов был известен давно. Уже в фиксирующих корсетах, плотно охватывающих тело больного, ортопеды стремились разгрузить позвоночник. Затем для его фиксации стали использовать продольные и поперечные шины, удерживающие туловище в наиболее выгодном положении. Но заметный разгружающий эффект был достигнут при введении головодержателя, связанного продольными шинами с гильзой таза. Пример — корсет Мильвоки (о котором подробнее речь пойдет ниже), а также корсет ЦНИИПП.

В этих конструкциях предусмотрено приспособление для удлинения корсета, позволяющее создать небольшое растяжение для позвоночника. Нагрузка, приходящаяся на шины корсета, невелика: в корсете Мильвоки, например, эти усилия в среднем равны 2-5 кг, а при ходьбе они увеличиваются до 5-7 кг. Увеличение нагрузки совпадает с опорными толчками ног. При опоре правой ноги нагружается правая шина, при опоре левой ноги — левая.

Второй принцип уменьшения деформирующего влияния массы тела — приближение линии, вдоль которой она действует, к искривленному участку позвоночника (см. рис. 5.14). Это достигается изменением взаимоотношений частей туловища в корсете. При сохранении больным исправленной позы уменьшается статический момент массы тела, что влечет за собой и уменьшение антигравитационных усилий паравертебральных мышц. В итоге давление на позвонки снижается.

Таким образом, разгружающее действие корсета определяется в первую очередь уменьшением антигравитационных усилий мышц и связок. Уменьшение этих усилий в корсете без головодержателя происходит благодаря выравниванию положения туловища, а в корсете с головодержателем — перекладыванием некоторой части массы тела на корсет. Однако наряду с разгрузкой корсет должен выполнять и другую функцию — быть средством, оказывающим корригирующее воздействие на искривленный позвоночник.

Раньше, при широком распространении фиксационно-корригирующих корсетов, этому воздействию придавали большое значение, В одних корсетах коррекция достигалась за счет значительного давления жестких пелотов, в других — благодаря редрессации искривления боковыми винтами, вмонтированными в корсет, в третьих — путем растяжения позвоночника.

Некоторые из приемов, например, исправление деформации раздвижными гипсовыми корсетами и вытяжение аппаратом Дюкроке, приводили к значительной коррекции искривления. Но даже временное прекращение пользования корсетом приводило к полной потере коррекции и прогрессированию сколиоза. Поэтому редрессация позвоночника корригирующими корсетами стала рассматриваться многими авторами как временный, подготовительный этап к оперативной фиксации позвоночника. Это объясняется еще и неправильными подходами к лечению конкретной деформации — без учета ее величины, локализации, потенциала прогрессирования и многих других факторов.

Большинство применяемых в настоящее время корсетов снабжено поперечно расположенными шинами. Со стороны этих шин на туловище действуют три горизонтальные силы (рис. 5.15): одна из них — на туловище в области вершины искривления, две другие — в противоположную сторону, они приложены выше и ниже участка искривления. Но величины этих сил не так велики, как в прежних фиксационно-корригирующих корсетах: в них ортопеды стремятся не столько уменьшить искривление, сколько удержать сегменты туловища в заданном положении.

Рис. 5.15. Горизонтальные силы (обозначены стрелками), приложенные в корсете к искривленному позвоночнику [Беленький, 1976]

При создании ортопедических корсетов в настоящее время учитывается работа мышц туловища. Утомление мышц, поддерживающих равновесие тела на уровне искривления позвоночника, или детренировка мышц связаны с утратой своей стабилизирующей роли при использовании фиксирующих корсетов и ведут к перекладыванию нагрузки по обеспечению вертикального положения тела — с мышц на связки позвоночника. Однако связки — это пассивный элемент; необходимые усилия в них создаются лишь тогда, когда они растянуты, т. е. при увеличении кривизны позвоночника.

Следовательно, корсет не должен полностью подменять антигравитационную, стабилизирующую деятельность мышц туловища. Это условие будет выполнено лишь при сохранении максимума двигательной функции позвоночника.

Некоторые исследователи [Morris, Lucas, 1963. — Из: Беленький, 1976] считают, что позвоночник — не единственная опора туловища; часть нагрузки воспринимается своеобразными цилиндрами (грудным и брюшным), заполненными воздухом и жидкостью. Учитывая это свойство организма, Morris и Lucas предложили в качестве дополнительной опоры для позвоночника использовать в корсете пневматическую камеру, размещаемую между животом и передней стенкой корсета. Надутая камера увеличивает внутрибрюшное давление и дает больному дополнительное чувство опоры (рис. 5.16).

Рис. 5.16. Создание дополнительной опоры для позвоночника корсетом с надувным пелотом [Беленький, 1976]: 1 — брюшная полость; 2 — надувной пелот

Итак, существует несколько основных биомеханических принципов построения корсетов:
- разгрузка позвоночника;
- коррекция искривления;
- сохранение максимума движений туловища;
- активное удержание позы в корсете.

В большинстве современных конструкций корсетов сочетаются различные воздействия на позвоночник. Однако, наибольшее значение придается тем из них, которые обеспечивают активную деятельность мышц в корсете.