Начало >> Статьи >> Архивы >> Протезирование детей с дефектами конечностей

Кинезиологические методы - Протезирование детей с дефектами конечностей

Оглавление
Протезирование детей с дефектами конечностей
Организация протезно-ортопедической помощи
Опорно-двигательный аппарат ребенка в онтогенезе
Патологические изменения
Деформация культей
Изменения формы культи при наличии костного блока берцовых костей
Деформации культи, вызванные обширными спаянными рубцами
Деформация эпифизов усеченных сегментов
Особенности перестройки дистального отдела усеченных костей
Деформация берцовых костей во фронтальной плоскости
Деформации коленного сустава и культи голени в сагиттальной плоскости
Недоразвитие бугристости большеберцовой кости
Деформация культи малоберцовой кости
Изменение шеечно-диафизарного угла после ампутации нижних конечностей
Клиническое обследование
Биомеханические методы
Соматометрические методы
Кинезиологические методы
Физиологические методы
Особенности ампутации у детей
Ампутация плеча
Ампутация голени, бедра, стопы
Особенности реампутации в детском возрасте
Протезирование детей с дефектами нижних конечностей
Протезирование, детей с дефектами верхних конечностей
Художественное конструирование предметов труда и быта
Физиотерапевтическое лечение
Лечебная физическая культура
Игровые средства передвижения для детей с дефектами конечностей
Хирургическая подготовка к протезированию
Операции, ликвидирующие пороки и заболевания культи
Создание дополнительных источников управления протезами с внешними источниками энергии
Анатомическое удлинение культей с помощью компрессионно-дистракционных аппаратов
Функциональное удлинение культи плеча
Операции, направленные на совершенствование системы крепления протезно-ортопедических изделий
Ортопедические операции при врожденных недоразвитиях конечностей
Послеоперационный период
Протезирование детей с дефектами верхних конечностей
Протезирование при дефектах предплечья
Протезирование при дефектах  плеча
Протезирование при дефектах после вычленения плеча
Стенд для объективной оценки результатов протезирования
Протезирование детей с дефектами нижних конечностей
Протезирование при дефектах голени
Особенности изготовления протезов голени
Эксплуатация протезов голени
Особенности изготовления протезов ПН3-54 и ПП3-55
Протезирование при дефектах бедра
Протезирование при дефектах после вычленения бедра
Протезирование при врожденных аномалиях развития нижних конечностей
Особенности изготовления протезов ПН9-07 и ПН9-08
Протезирование детей с аномалиями развития верхних конечностей
Ортопедическая помощь при деформациях стоп и укорочении конечности
Косолапость
Полые стопы
Пяточная стопа
Отвисающая стопа
Конская стопа
Укорочение конечности

Основной задачей биомеханических исследований является изучение двигательной функции, т. е. внешних проявлений сложного процесса организации локомоций.
Целенаправленные движения человека представляют собой устойчивый динамический стереотип, характеризующийся определенными кинематическими, динамическими, временными и пространственными параметрами. Вся совокупность этих параметров может рассматриваться как биомеханическое проявление двигательного образа, который складывается для каждого конкретного человека в период онтогенетического развития и претерпевает изменения в результате возникновения патологических сдвигов на любом уровне двигательного анализатора в зависимости от возраста и условий функционирования жизнеобеспечивающих систем организма. Естественно, что регистрация кинезиологических параметров движения является необходимой для характеристики двигательного образа, особенно при его деформации в результате нарушения функции опорно-двигательного аппарата.
Наиболее достоверные сведения о движении могут быть получены с помощью оптических методов, которые обеспечивают комплексную регистрацию любого количества точек тела человека и внешней обстановки относительно пространственно-временной координатной сетки, давая информацию о кинематике исследуемых точек в форме, удобной для математического анализа [Великсон В. М., 1968].
В биомеханических исследованиях двигательного образа в настоящее время широкое распространение наряду с оптическими получили электрические методы регистрации. Это можно объяснить, в первую очередь, тем, что информация, представленная в виде электрических сигналов, является удобной для обработки. Кроме того, большинство процессов, протекающих в живых организмах, сопровождается различными электрическими явлениями, что облегчает получение информации в виде электрических сигналов.
При использовании электрических методов регистрации неэлектрических величин, каковыми являются кинематические и динамические составляющие двигательного образа, в практике биомеханических исследований четко определились два основных принципа методических решений этого вопроса: наличие непосредственной связи между испытуемым и стационарной регистрирующей аппаратурой; отсутствие указанной связи. Первое направление получило за последнее время наибольшее распространение.
Измерение и регистрация кинематических составляющих двигательного образа осуществляются с помощью линейных потенциометрических датчиков двух типов: с входной функцией в виде углового н линейного механического перемещения. Потенциометрические датчики преобразуют функцию механического перемещения в аналоговый электрический сигнал, который затем регистрируется в соответствующем масштабе.
Для измерений функций угла применяются однооборотные потенциометры типа ППЗ, ПЛ, ПТП. Для измерения функций линейного перемещения применяются потенциометры реостатной конструкции, которые изготавливаются с учетом конкретных условий исследования. Потенциометрические датчики линейных перемещений используются для измерения перемещения надплечья во фронтальной плоскости и перемещений головы в сагиттальной плоскости.
Достоинствами потенциометрических датчиков являются простота, малая масса, габариты, малая стоимость и способность отрабатывать аналоговую функцию непосредственно в напряжение постоянного тока без преобразователей.
К недостаткам следует отнести наличие аддитивной помехи при скольжении подвижного контакта и ограниченную разрешающую способность.
Разработаны комплексные методики регистрации функций угловых перемещений в сочленениях верхних и нижних конечностей в норме и при пользовании протезами. Датчик угла конструктивно представляет собой корпус переменного резистора типа ΠΠ3-43 1 кОм диаметром 23 мм и высотой 15 мм. К потенциометру прикреплены две металлические изогнутые планки, одна из них жестко соединена с корпусом резистора с помощью гайки, а другая — с вращающейся осью резистора с помощью втулки, имеющей винт. Стопорный винт позволяет устанавливать начальное положение планок друг относительно друга. Во время обследования внимание обращается на сохранение соосности датчиков с суставом. Аналоговые электрические сигналы с датчиков углов подаются для регистрации на светолучевой осциллограф.
Функции угловых перемещений в крупных суставах нижних конечностей при ходьбе регистрируются одновременно с динамическими параметрами, что является составной частью комплексной методики исследования. Датчики углов объединены в две группы по пять датчиков в каждой. Одна группа вместе со специально оборудованным ботинком предназначена для левой конечности, другая — для правой. Датчики каждой группы соединены гибкими проводами для подвода к ним электрического питания и для передачи электрического аналогового сигнала. Аналоговый электрический сигнал функций угловых перемещений в суставах посредством соединительного кабеля подается на регистрирующий прибор.
Кроме, кинематических параметров, при научении двигательного стереотипа представляет интерес регистрация временных соотношений процесса переката при ходьбе. Известно, что «ходьба есть циклический акт, то есть движение, в котором периодически повторяются вновь и вновь одни и те же фазы» [Бернштейн Н. А., 1935]. Чередование отдельных фаз шага представляет собой устойчивый двигательный стереотип, характеризующийся определенными временными соотношениями. Изучение элементов переката необходимо для характеристики нарушений функций опорно-двигательного лечения.
Наиболее информативным методом изучения функции переката является метод подографии—регистрации времени опоры отдельных участков стопы при ходьбе. Обычно для этого пользуются различными электроконтактными методиками. Полученные с их помощью данные в значительной степени характеризуют особенности переката, но имеют погрешности за счет недостаточной эластичности специальной обуви или различной степени упругости подошвы обычной обуви. Для характеристики функции переката особый интерес представляет изучение времени опоры на отделы стопы при ходьбе босиком. Такое исследование более достоверно, так как исключается влияние обуви, ее эластичности и конструкции. Кроме того, важно установить соотношения времени опоры различных участков стопы. Обычно применяемые методы подографии позволяют определить время участия в перекате переднего и заднего отделов, всей стопы, переносного и двухопорного периода. Но они не дают возможности учесть продолжительность опоры на головки плюсневых костей, через которые, в основном, и осуществляется перекат. Поэтому целесообразно изучить подограмму при ходьбе босиком и при расположении контактов не только на носке и пятке, но и на головках I и V плюсневых костей. Для крепления контактов необходимо предусмотреть такой способ, который, не затрудняя переката, обеспечил бы надежную фиксацию их на определенных участках подошвенной поверхности стопы.
Для записи такой подограммы с 4 точек каждой стопы используется следующая методика. На подошвенной поверхности тонких тапочек, которые не затрудняли перекат, были укреплены латунные контакты площадью 6 см2 на уровне головок I и V плюсневых костей, пятки и носка. Контакты на подошве и металлическая дорожка, по которой ходили испытуемые, были включены в цепь переменного тока напряжением 3 В. Регистрация производилась осциллографом Н-700. В момент касания переменный ток с частотой 50 Гц поступал на шлейф осциллографа. Колебания зеркала шлейфа регистрировались на фотобумаге, скорость движения которой составляла 80 мм/с.
Записанная таким образом подограмма обрабатывалась по специальной схеме с точностью до 0,005 с. после чего длительность отдельных фаз шага выражалась в процентах от продолжительности шага или времени переката.
Исследование динамических составляющих двигательного образа осуществляется с помощью различных тензометрических методов. В качестве тензочувствительного элемента используются серийно выпускаемые тензодатчики. Известно, что упругий элемент в тензодатчике давления должен деформироваться по статически определенной схеме с чистым растяжением, сжатием или изгибом. Конструкция тензодатчика давления с упругим элементом в виде балочки чистого изгиба отличается значительной сложностью, особенно при миниатюрном исполнении. В настоящее время широко используются тензодатчики давления, упругий элемент в которых деформируется по закону, близкому для деформации балочки чистого изгиба. К ним относятся тензодатчики кольцевой и арочной конструкции. Они отличаются простотой и удобством крепления на исследуемом объекте и могут выполняться в миниатюрных размерах. Регистрация и масштабирование аналоговых электрических сигналов, вырабатываемых тензодатчиками, осуществляются с помощью серийных тензометрических установок, например УСТ-1-ВТ-12 или «Топаз», по типовым правилам и схемам.
Устойчивость стояния человека, возможность регулировать при этом вертикальную позу находятся в прямой зависимости не только от центральных и периферических механизмов регулирования, но и от строения органов опоры и движения. Наиболее адекватным методом регистрации устойчивости стояния является стабилография— запись миграции проекции ОЦМ тела человека на горизонтальную плоскость.
Существует достаточно большое количество методов определения положения ОЦМ, однако наиболее достоверные данные удается получить, используя электрический принцип регистрации механических величин. Н. А. Смолянским (1949) разработан базомер, состоящий из двух частей: мерительной доски и регистратора. Мерительная доска, в свою очередь, представляет собой деревянную площадку, опирающуюся на три металлических кольца, расположенные по вершинам равнобедренного треугольника. На кольцах наклеены тензометры, причем тензометры каждого кольца образуют самостоятельную мостовую схему. Когда на мерительную доску прибора становится испытуемый, то величина деформации колец определяется положением ОЦМ по отношению к каждому кольцу. Происходящая под нагрузкой деформация колец сопровождается изменением сопротивления тензодатчиков, величину которых можно определить по показаниям стрелочных приборов, включенных в измерительную диагональ каждого моста. После получения тарировочных кривых для каждого датчика их показания могут быть переведены в килограммы, а по показаниям всех трех — можно рассчитать положение проекции ОЦМ тела.
Проведенные по этой методике исследования [Гурфинкель В. С. и др., 1965] выявили, что проекция общего центра массы расположена на 45,5±0,8 мм кпереди от линии голеностопных суставов. Однако определение лишь координат проекции ОЦМ на горизонтальную плоскость оказывается недостаточным для характеристики устойчивости стояния. Считается, что устойчивость является высокой, когда колебания ОЦМ при удобной стойке малы, и низкой, когда они велики. В частности, стояние неустойчиво, когда колебания общего центра массы тела столь велики, что его проекция выходит за границы опорного контура, и это обычно приводит к падению. Приближенно устойчивость можно оценивать средней амплитудой колебаний проекции ОЦМ на опоре во фронтальной и сагиттальной плоскостях.
Из всего арсенала методов определения количественных показателей колебаний проекции ОЦМ наиболее широкое распространение получила стабилография. Методика обеспечивает возможность точного количественного, пространственного и временного анализа устойчивости стояния. Стабилограф представляет собой металлическую площадку, опирающуюся на 4 кольцевые опоры, деформация которых, вызываемая перемещением ОЦМ испытуемого, стоящего на площадке, регистрируется тензодатчиками, наклеенными на кольца и соединенными с усиливающей и регистрирующей аппаратурой.
Результаты обработки стабилограмм показывают, что частота основных колебаний ОЦМ тела в сагиттальном и фронтальном направлениях равна 23—25 в минуту. Средняя амплитуда колебаний ОЦМ в сагиттальном направлении составляет 3,5±0,1 мм, а во фронтальном — 3,3±0,1 мм. Амплитуда максимальных отклонений в сагиттальном направлении в среднем равна 8,6 мм, а во фронтальном — 7,0 мм.
Если учесть медленные смещения ОЦМ тела, а также основные и малые колебания, то можно следующим образом количественно охарактеризовать три типа составляющих стабилограмму зубцов [Гурфинкель В. С. и др., 1965]: медленные колебания с частотой 1—3 в минуту и амплитудой более 10 мм; основные колебания с частотой 23—25 в минуту и амплитудой 3,3—3,5 мм; малые колебания с частотой 33—35 в минуту и амплитудой до 1 мм.
Однако для практической цели оценки устойчивости стояния при заболеваниях и деформациях опорно-двигательного аппарата мы чаще пользуемся не частотной характеристикой стабилограммы, а графическим изображением площади миграции ОЦМ в проекции на горизонтальную плоскость, совмещенной с обчерком стопы (рис. 28). При этом получается наглядная картина соотношений площади опоры с положением и амплитудой проекции ОЦМ тела.

Изменение этой картины оценивается положительно, если площадь миграции проекции ОЦМ оказывается смещенной кпереди от линии голеностопного сустава и находится в области продольной оси стопы.

Рис. 28. Стабилограмма свободного стояния на одной и двух ногах, совмещенная с обчерком стоп.
Клинико-биомеханические исследования устойчивости стояния на двух ногах подтверждают ценность стабилографии как объективного метода регистрации положения проекции ОЦМ на плоскость опоры. Вместе с тем можно с уверенностью сказать, что в стабилографических кривых значительная часть колебаний соответствует не перемещениям ОЦМ, а его ускорению [Гурфинкель Е. В., 1974]. Другими словами, эти кривые отражают и ту работу самонастраивающейся системы, каковой является опорно-двигательный аппарат человека, которая необходима для стабилизации ОЦМ. Однако при двухопорном спокойном стоянии по данным стабилографии вполне возможно зафиксировать положение проекции ОЦМ на плоскости опоры и использовать эти данные для сравнительного анализа процесса поддержания вертикальной позы и исследования динамики ходьбы.
Наиболее простым и распространенным методом изучения пространственных показателей ходьбы является метод ихнографии, который заключается в следующем. На подошвенной поверхности обуви (или чулка — при ходьбе без обуви) мелом наносится осевая линия стопы. Испытуемому предлагается пройти в привычном темпе и не меняя обычной походки по линолеумной дорожке 8—10 м. При этом на дорожке остаются меловые отпечатки продольной оси каждой стопы. С помощью сантиметровой ленты или шагомером измеряют длину каждого шага. Измеряется ширина шага, т. е. сумма расстояний от пятки каждой стопы до условной линии направления движения, проходящей между отпечатками правой и левой стопы. По этим же отпечаткам определяются и углы разворота стоп. Для этого угломером измеряется угол, образованный осью каждой стопы и линией направления движения.
Данные, полученные при измерении этих параметров для каждого шага, усредняются, и по ним судят о средней длине и ширине шага и о среднем развороте каждой стопы. В норме между средними значениями длины правого и левого шага разница не превышает 1,0—1,5 см. Необходимо заметить, что длина шага зависит от роста обследуемого, темпа и скорости ходьбы.
Темп и скорость ходьбы могут быть легко определены во время ихнографии, если при се осуществлении фиксируется время.
Угол разворота стопы является важным диагностическим признаком. В норме он составляет 6—8° (наружу). Например, при деформациях стоп, сопровождаемых приведением переднего отдела стопы и варусной ее установкой, угол разворота уменьшается вплоть до отрицательных значений. Отведение переднего отдела стопы и его вальгинирование проявляются увеличением угла разворота стопы. В таких случаях этот показатель может служить критерием объективной оценки величины деформации и динамики ее измерений с ростом ребенка после проведенного лечения и ортопедического снабжения. Например, применение ортопедической обуви с искусственным перекатом способствует нормализации разворота стоп.
Ширина, или фронтальная составляющая, шага зависит от особенностей походки, ширины газа, высоты каблука обуви. У детей этот показатель обычно колеблется в пределах от 1—4 до 5—10 см в зависимости от пола и возраста. На величину фронтальной составляющей оказывает существенное влияние состояние вышележащих сегментов нижней конечности. Таким образом, ихнография является простым и доступным даже в амбулаторных условиях методом объективной оценки качества ходьбы на различных этапах восстановительного лечения.
X. А. Янсоном с соавт. (1975) разработано устройство, позволяющее регистрировать не только пространственные показатели ходьбы (длину и ширину шага, угол разворота стоп), но и одновременно с этим временные характеристики шага (продолжительность опоры, переноса, временные составляющие процесса переката). Такое устройство, получившее название «электроихнографическая дорожка», дает возможность получить сведения и о прямолинейности походки, и о расположении опорной поверхности стопы относительно некоторых частей туловища во фронтальной плоскости, и об угловых характеристиках ходьбы. Эта методика может быть объединена с любыми электротензометрическими устройствами, с кинографией.
Использование электроихнографической дорожки в специализированных лабораториях, в которых изучается процесс ходьбы в норме и при заболеваниях и повреждениях опорно-двигательного аппарата, несомненно, повысит уровень исследований.



 
« Проблема патологии роста в детском возрасте   Противоопухолевые препараты »