Биомеханические нарушения опорно-двигательного аппарата при плосковальгусной деформации стоп и новый метод лечения плоскостопия

В стопе 28 костей (включая сесамовидные), которые приспособлены для удержания и передвижения тела. Средняя линия центра тяжести тела проходит позади линии, соединяющей центры головок тазобедренных суставов, пересекает почти посередине линию, соединяющую плоскости коленных суставов, и падает на площадь опоры на 5- 7 см . впереди линии, соединяющей оси голеностопных суставов, на область таранно-ладьевидного сочленения. В перемещении центра тяжести кпереди основное место занимает таранная кость, которая смещена немного кпереди и кнутри по отношению к пяточной кости. Её можно представить как треугольник, гипотенузой которого является сочленяющаяся поверхность таранной кости с пяточной, а наибольший катет образован блоком, шейкой и головкой таранной кости. По этому катету плавно переносится центр тяжести, который распределяется на область таранно-ладьевидного сочленения и направлен кпереди и кнутри. Пронация пятки на 5° и расположение таранной кости кнутри формирует боковую устойчивость, так как центр тяжести тела распределён по средней линии и нагрузка падает на внутренний отдел стопы на таранно-ладьевидное сочленение, на самую верхнюю точку продольного свода.

Равномерное распределение нагрузки по ширине осуществляется за счёт формирования двух продольных сводов. Более высокий внутренний свод (рессорный) компенсирует внутреннее отклонение оси нижних конечностей и способствует равномерному смещению центра тяжести на всю ширину стопы. Таким образом, центр тяжести падает на отдел стопы, образованный с внутренней стороны таранно-ладьевидным сочленением, которое является высшей точкой внутреннего свода. С наружной стороны центр тяжести переносится на область пяточно-кубовидного сочленения, которое также является наивысшей точкой наружного (опорного) свода. Центр тяжести, таким образом, распределяется на два треугольника, вершинами которых являются: таранно-ладьевидное сочленение с внутренней стороны и пяточно-кубовидное с наружной. Катетами являются линии соединяющие вершины этих треугольников с головками соответствующих плюсневых костей и пяточным бугром. По более длинному, наклонённому вперёд и вниз катету, соединяющему вершины этих треугольников с головками соответствующих плюсневых костей, обеспечивается равномерный перенос веса тела на передний отдел стопы. Высокий внутренний свод способствует, в ответ на пронацию пятки и смещению центра тяжести кнутри, супинации переднего отдела стопы. Стопа, таким образом, раскручивается и человек опирается на поверхность всей стопы, а не только на внутренний отдел. Плавное снижение продольного свода изнутри кнаружи (как по лестнице - с первой плюсневой кости до пятой) способствует плавному перемещению нагрузки, как с горки, на всю ширину стопы -от внутреннего свода к наружному, и тем самым способствует равномерному распределению нагрузки. Опущение таранно-ладьевидного сочленения приводит к уплощению внутреннего продольного свода стопы, что усиливает пронацию пятки, которая возникает вследствие того, что опускающаяся таранная кость давит на внутренний отдел sustentaculum tali пяточной кости.

Таким образом, основная нагрузка в стопе приходится на таранно-ладьевидное сочленение, где основными силами, стабилизирующими этот отдел стопы, являются таранно-ладьевидная и пяточно-ладьевидная связки. Последняя связка начинается широким основанием от удерживателя таранной кости ( sustentaculum tali) и прикрепляется на нижней и медиальной поверхности ладьевидной кости. Проходя под головкой таранной кости и принимая участие в образовании суставной впадины для неё, специальная волокнисто-хрящевая пластинка пяточно-ладьевидной связки - fibrocartiiago navicularis - играет особо важную роль в стабилизации продольного свода.

Стопа является рессорным механизмом, что имеет огромное значение во время ходьбы.

Основным свойством всякого рессорного приспособления, а стало быть, и внутреннего свода стопы является наличие упругой силы, которая этому приспособлению, выведенному из состояния равновесия, сообщает способность вернуться к первоначальной, исходной форме покоя.

Кости стопы соединены между собой связками и мышцами, которые и предают стопе её форму.

Упругость связочного аппарата крайне незначительна и существенного значения в рессорной функции свода не имеет. Связки жёстко фиксируют кости стопы и придают ей основную форму. Но, растягиваясь больше положенного объёма, они не восстанавливают обратно своей формы. Главный источник упругой силы заключается в активной сократительной способности мышц. Основное значение имеют m. tibialis posterior, m. tibialis anterior, flexor hallucis longus. Сухожилие т. tibialis posterior, проходя под внутренней лодыжкой, прикрепляется толстой ножкой к бугристости ладьевидной и первой клиновидной кости и более тонким пучком - ко II и III клиновидным, II, III и IV плюсневым костям; сокращение мышцы супинирует стопу и одновременно стягивает её как бы в горсть, чем значительно углубляется свод. Эта мышца сдерживает натиск головки таранной кости, подтягивая ей навстречу ладьевидную кость, к которой прикрепляется передняя большеберцовая мышца, формирующая продольный свод, подтягивая ладьевидную кость кверху. Сухожилие длинного сгибателя I пальца, проходящее под удерживателем таранной кости, стабилизирует пятку и предотвращает пронацию последней. Г.И. Турнер обращал внимание в препаратах плоских стоп на значительное углубление борозды в заднем отростке таранной кости, в которой проходит сухожилие длинного сгибателя большого пальца. От состояния мышц зависит стабильность взаимоотношения костей стопы.

Таким образом, у пациентов астеничного телосложения основная нагрузка по удержанию таранно-ладьевидного сочленения приходится на связочный аппарат, а именно на таранно-ладьевидную и пяточно-ладьевидную связки. Опущению продольного свода в этом отделе также способствует то, что таранная кость своей сферической головкой сочленяется с соответственно вогнутой суставной поверхностью ладьевидной кости, образуя шаровидный сустав. Происходит перерастяжение связок и опущение продольного свода в таранно-ладьевидном сочленении. При этом через sustentaculum tali пяточной кости, опускающейся таран пронирует пятку. Так как таранная кость плотно сомкнута в вилке голеностопного сустава, то вместе с ней происходит ротация голени кнутри. Смещение таранной кости кпереди приводит к большей нагрузки на передний отдел пяточной кости и постепенному её опущению. Опущение пяточной кости приводит к ещё большему натяжению подошвенного апоневроза и уменьшению угла её по отношению к подошвенному апоневрозу. Нарушается стабилизация пятки. Так на пяточную кость действуют две силы: первая со стороны подошвенного апоневроза и вторая со стороны трёхглавой мышцы голени через ахиллово сухожилие. Эти две силы действуют через пяточный бугор почти под прямым углом и, компенсируя друг друга, стабилизируют пятку под углом 40-45°. Уменьшение угла между пяткой и подошвенным апоневрозом приводит к тому, что рычаг смещается в сторону ахиллова сухожилия, которое таким образом способствует ещё большему опущению пятки. Со временем происходит перерастяжение подошвенного апоневроза и большее сокращение трёхглавой мышцы. У таких пациентов тыльная флексия становится ограничена 100°, т.е появляется незначительное эквинусное положение стопы. Если тыльное сгибание за пределы прямого угла невозможно, то при стоянии больного босиком пятка не касается почвы до тех пор, пока передний отдел стопы не примет вальгусного положения. При пользовании обувью с низким каблуком дефект не заметен, так как малая степень укорочения не вызывает симптомов; больной, однако, обращает внимание врача, что длительная нагрузка ноги без каблука или босиком утомляет и вызывает боли. Всё это способствует большему уплощению продольного и поперечного сводов.

С опущением и разворотом таранной кости, плотно фиксированной в вилке голеностопного сустава, происходит и торсия голени внутрь. В нормальном коленном суставе голень при разгибании до 175° движется внутрь, а при последних 5° разгибания происходит ротация кнаружи, что обусловлено формой мыщелков бедра. При выпрямленном колени с ротацией голени происходит и внутренняя ротация в тазобедренном суставе, при согнутом коленном суставе ротация имеется только в коленном суставе. При чрезмерной ротации происходит ограничение полного разгибания голени, исчезают 5° наружной ротации и тем самым ограничивается разгибание с 175 до 180°. С каждым шагом, с каждым моментом нагрузки опущение свода стопы влечёт за собой усиленный поворот внутрь. Поэтому мышцы, поворачивающие ногу внутрь, с годами укорачиваются, особенно у тех, у кого от рождения имеется ослабление нормального вальгусного положения в колене и большеберцовая кость повёрнута внутрь больше, чем следует. Это влечёт за собой контрактуру в коленном и тазобедренном суставах. Это также делает невозможным полную ротацию голени кнаружи по отношению к бедру, необходимую для полного разгибания (от 175 до 180°). Отсюда возникает контрактура в коленном суставе в слегка согнутом положении. С разогнутым коленом можно стоять, не напрягая мышц. Как только уменьшается способность к разгибанию, стоять можно только при непрерывном активном напряжении четырёхглавой мышцы - разгибателя колена, особенно наружной её головки ( vastus lateralis) и мышцы, напрягающей широкую фасцию бедра, являющимися мощными вращателями голени, что может сопровождаться появлением болей в наружно-верхних отделах коленного сустава. Эта первичная контрактура в положении внутренней ротации нарушает равновесие в суставе: медиальный мениск выдерживает чрезмерную нагрузку и в нём ощущаются боли. Если вредная нагрузка при неправильном положении сохраняется, заболевает весь сустав: латеральный мениск, крестообразные связки и plicae alares, а затем во всей капсуле сустава. Место прикрепления pes anserinus к tuberozitas tibiae (область гусиной лапки) т.е. место прикрепления приводящих мышц, бывает очень болезненно при надавливании. Вследствие описанных изменений колено становится не вполне устойчиво.

У пациентов с гипермобильным таранно-ладьевидным сочленением перегрузке подвергается группа приводящих мышц бедра, внутренняя головка четырёхглавой мышцы что сопровождается возникновением болей по внутренней поверхности сустава. С перегрузкой мышц вращающих голень кнаружи: мышцы, напрягающей широкую фасцию бедра и наружной головки четырёх главой мышцы, связано возникновение болей по наружной поверхности коленного сустава.

У подростков опущение свода происходит в течение дня, когда происходит постепенное утомление мышц и опущение таранно-ладьевидного сочленения, ротация голени. В начале трудового дня, когда мышцы не утомлены, им ещё удаётся сохранить правильную установку стопы, но в дальнейшем, когда происходит переутомление супинаторов, стопа внезапно подгибается и переходит под влиянием силы тяжести и тракции антагонистов в вальгусное положение. Уплощение свода вначале выражено незначительно, так как связки, особенно пяточно-ладьевидная удерживает свод. Однако постепенно происходит перерастяжение связочного аппарата и значительное уплощение свода. У таких пациентов на плантограмма выемка свода не уменьшена против нормы, а напротив образует сужение или перерыв наружного края. Перерыв отпечатка стоп возникает в тех случаях, когда пяточно-ладьевидная связка не сильно растянута и ещё удерживает свод. При этом пяточно-ладьевидная связка удерживает таранную и ладьевидную кости от чрезмерного опущения, но не от смещения кнутри. В развившейся ситуации происходит дальнейшая ротация стопы и голени внутрь, где точкой вращения является таранно-ладьевидное сочленение. Опущение таранно-ладьевидного сочленения приводит к уплощению внутреннего продольного свода стопы, где через sustentaculum tali пяточной кости, опускающаяся таранная кость пронирует пятку. Происходит пронация пятки и уменьшение нагрузки на V плюсневую кость вплоть до 0, а при дальнейшем увеличении пронации пятки становится отрицательной и наружный отдел стопы может даже приподниматься.

На обеих стопах опущение продольного свода происходит не одинаково. В жизни часто на одну из ног происходит большая нагрузка, особенно если имеется нарушение трофики нижней конечности. Часто этому способствует варикозное расширение вен, сахарный диабет, состояние посттравматической реабилитации.

Ось, проходящая через центр тяжести тела, попадает между двумя плоскостями опоры (ноги), где создаётся относительно стабильное равновесие. При большем опущении продольного свода с одной стороны происходит функциональное укорочение соответствующей нижней конечности. На сторону опущения продольного свода происходит перекос таза. Ротация голени способствует скручиванию таза. На косое положение таза происходит адекватная физиологическая компенсирующая реакция сколиозированием позвоночника в сторону нижерасположенной половины таза. Так мы приходим к статической закономерности, что при косом положении таза всегда следует ожидать определённую степень сколиозирования и ротации. Появляется физиологический сколиоз с одинаково направленной ротацией позвонков, направленной в нижерасположенную сторону таза - статический сколиоз. Причём при выраженном поясничном лордозе ротация сильнее. Неспособность поясничного отдела выровнять косое положение таза благодаря сколиозу можно рассматривать как патологию.

Поясничный отдел позвоночника колеблется из стороны в сторону с большими отклонениями в середине, a Th12 позвонок относительно менее подвижен и отклоняется не более чем на 4 см. Грудной отдел изгибается в противоположном направлении. Вследствие этого лопатка на стороне противоположной перекосу таза поднимается выше, чем на стороне наклона таза, где происходит наоборот опущение лопатки. Позвонок Th12 является таким образом, нейтральной точкой.

В поясничном отделе позвоночника при наличии рентгенологических признаков сколиоза, клинически при пальпации остистых отростков едва возможно обнаружить сколиозирование. Это происходит потому, что в поясничном отделе основная часть суставных щелей расположена более или менее сагитально и вдвинутые друг в друга суставы ограничивают наклон в сторону. Высокие и эластичные межпозвонковые диски, напротив, делают возможной значительную подвижность. Поэтому ряд тел позвонков в поясничном отделе сгибается при наклоне в сторону больше, чем ряд дужек позвонков с суставами и остистыми отростками.

Из сказанного выше можно предположить, что при изменении плоскости опоры одной из стоп, для сохранения равновесия тела компенсаторно развиваются деформации вышележащих отделов опорно-двигательного аппарата.

Коррекция продольного свода сводится к удержанию, приподниманию таранно-ладьевидного сочленения. Поднимая область таранно-ладьевидного сочленения, мы супинируем пяточную кость.

Коррекция плоскостопия у большинства пациентов осуществляется путём индивидуального моделирования на стопе пациента стельки-супинатора.

Для сохранения рессорных свойств выкладка продольного свода стельки-супинатора должна состоять из упругих материалов.

Большинство стелек не удовлетворяют ортопедов, они с трудом помещаются в повседневную и модельную обувь, пациенты при ношении испытывают неудобства. Стандартные модели стелек можно использовать только с профилактической целью или как комфортные стельки, потому, что ими невозможно устранить все компоненты статической деформации стопы.

Анализ представленного материала и данные собственных исследований позволили разработать новую методику, предназначенную для коррекции деформаций стоп, позволяющую изготавливать ортопедические стельки индивидуально, непосредственно на ноге пациента. Ортезирование производится врачом в течение 30 -40 минут.

Ортезирование деформаций стоп производится стельками, изготовленными из специальных материалов, которые можно моделировать на ноге более 10 раз, без усадки материалов. Такая методика позволяет этапно производить коррекцию деформаций стоп, использую одну модель супинатора. Ортопед имеет возможность непосредственно наблюдать пациента, лично производить необходимую коррекцию и получить практически 100% положительный эффект при лечении данной патологии.

Методика основана на применении специальных плоских полуфабрикатов, из которых изготавливаются индивидуальные ортопедические стельки и полустельки с учетом вида имеющейся деформации и вида обуви, которую носит пациент. Основу полуфабриката составляет специальный термопластичный пластик, который при нагревании становится пластичным и принимает любую форму, которую ей придают, а после застывания запоминает форму и не дает усадки.

Стелька изготавливается непосредственно по стопе пациента, выведенной в положение анатомической коррекции. Если пациент носит обувь без каблука или с каблуком до 3 см, то стелька изготавливается без использования колодок на плоской поверхности.

Обувь с высоким каблуком изменяет форму стопы и перераспределяет нагрузку. В зависимости от высоты каблука частично или полностью выключается функция продольного свода, увеличивается нагрузка поперечного свода. Это способствует развитию поперечного плоскостопия. Нарушается устойчивость стопы. Вышеописанная методика индивидуального ортезирования позволяет смоделировать стельку-супинатор на модельную обувь с разной высотой каблука, не нарушая размер и дизайн модельной обуви. Распределить плоскость опоры на всю стопу. Для этого супинатор моделируют на колодке с каблуком непосредственно на стопе пациента. Изготовленная ортопедическая стелька полностью компенсирует плоскостопие и равномерно распределяет нагрузку по всей стопе.