Клинико-биомеханическая оценка статико-динамических показателей после артродеза голеностопного сустава

Приволжский федеральный медицинский исследовательский центр, г. Нижний Новгород

Повреждения голеностопного сустава являются наиболее распространённой травмой опорно-двигательного аппарата, а в структуре переломов костей голени достигают 40-60% [1,2]. Посттравматический крузартроз диагностируется в 60% случаев [3,4]. Инвалидизация при данной патологии достигает 50% [5,6]. Основными причинами развития артроза являются: неустраненный подвывих или застарелый переломовывих голеностопного сустава, неудовлетворительная репозиция после перелома лодыжек, хроническая нестабильность в результате повреждения связочного аппарата голеностопного сустава [2,4,5]. За медицинской помощью в большинстве случаев пациенты обращаются только на III-IV стадии развития посттравматического крузартроза, которые клинически характеризуются выраженным болевым синдромом, значительным ограничением движений в пораженном суставе, наличием неподдающихся консервативному лечению контрактур, нарушением походки и невозможностью передвигаться без дополнительной опоры [3-6]. Одним из наиболее часто используемых, а в ряде случаев и единственно возможным методом лечения больных с данной патологией является артродезирование, которое обеспечивает восстановление опороспособности и купирование болевого синдрома [3,5]. В настоящее время наиболее часто выполняется артродез с применением винтов, интрамедуллярного стержня, аппарата Г.А. Илизарова [7-9]. Однако в современной литературе существуют противоречия относительно клинической эффективности артродезирования при посттравматическом крузартрозе III-IV стадии, которая была оценена в одинаковые сроки после операции при сформировавшемся костном анкилозе в голеностопном суставе. Ряд авторов указывают на выраженное ухудшение походки, необходимость постоянного использования дополнительных средств опоры, снижение качества жизни пациентов после артродеза [10-12]. В других публикациях отмечаются противоположные результаты после операции в виде возможности пациентов ездить на велосипеде, автомобиле и даже заниматься спортом, связанным с бегом [7-9].

Диагностика имеющихся нарушений опороспособности и походки, их наиболее объективная оценка стали возможными благодаря развитию методов биомеханики, позволяющих анализировать такие параметры, как время цикла шага, время опоры и переноса каждой ноги, время опоры на обе и одну ногу, моменты сил и время опоры на различные отделы стопы, колебания проекции общего центра массы человека [13,14]. Однако в современных литературных источниках нами не было обнаружено результатов биомеханических исследований параметров стояния и ходьбы у пациентов после артродезирования голеностопного сустава различными фиксаторами.

Цель исследования - провести клиническую и биомеханическую оценку отдаленных результатов у пациентов после артродеза голеностопного сустава с использованием современных фиксаторов и методик артродезирования.

Материалы и методы. Весь цифровой материал обработан статистически с помощью пакета программ Statistica 10.0. Оценка достоверности различий между группами проводилась с помощью U-критерия Манна-Уитни. За достоверные данные принимали отличия при уровне вероятности P<0,05.

Исследование основано на проведении клинико-биомеханического обследования 42 пациентов, которым в ФГБУ «ПФМИЦ» Минздрава России с 2002 по 2014 г. было выполнено 42 операции артродезирования голеностопного сустава по поводу посттравматического крузартроза III-IV стадии. Из них было 22 женщины, средний возраст - 51±3,2 (95% ДИ 44-63) и 20 мужчин, средний возраст - 50±2,9 (95% ДИ 39-57). Пациенты были разделены на 3 группы в зависимости от вида фиксатора: винты - 16 пациентов, стержень HAN - 15, аппарат Г.А. Илизарова - 11. Отдаленные результаты оценивались в срок от 1 до 13 лет (3,2±1,4). Все пациенты до операции пользовались дополнительными средствами опоры, и у них имелся выраженный болевой синдром. Анкетирование больных проводилось по международной шкале AOFAS, в которой хороший результат соответствовал 75-94 баллам, удовлетворительный - 51-74 баллам, неудовлетворительный - менее 50 баллам [15]. У всех пациентов на момент исследования состоялся костный анкилоз в физиологическом положении.

Исследование проведено в соответствии с Хельсинкской декларацией (принятой в июне 1964 г. (Хельсинки, Финляндия) и пересмотренной в октябре 2000 г. (Эдинбург, Шотландия)) и одобрено этическим комитетом ФГБУ «ПФМИЦ» Минздрава России. От каждого пациента получено информированное согласие.

Оценка устойчивости вертикальной позы осуществлялась с использованием метода стабилографии. Применялся компьютерный стабилометрический комплекс «МБН - Биомеханика» (Россия), позволяющий регистрировать текущие координаты и колебания проекции общего центра массы человека в вертикальной позе на площади опоры с учетом массы и роста пациента. Исследования проводились при спокойном стоянии пациента с открытыми глазами без дополнительных средств опоры и установкой стоп на стабилометрической платформе по американскому варианту (стопы ног параллельны). Продолжительность исследования - 60 с. С целью определения повторяемости показателей (тест ретестовой надежности) каждый пациент был обследован 10 раз с интервалами 1-2 мин для отдыха.

Для изучения опорных функций стопы обследуемый вставал в стандартной ортоградной позе на стельки с датчиками программно-аппаратного комплекса «F-scan» (Tekskan Inc., США), которые регистрировали распределение давления на различные отделы стопы.

Изучение пространственно-временных характеристик походки пациентов производилось на программно-аппаратном комплексе «Walkway» (Tekskan Inc., США). Обследуемый проходил по дорожке с интегрированными датчиками 4 метра обычной походкой, без дополнительных средств опоры, соблюдая равномерный темп. По информации о давлении с различных участков стопы на датчики во время ходьбы вычисляли периоды опоры и переноса для каждой конечности, коэффициент ритмичности.

При артродезировании голеностопного сустава с использованием в качестве фиксатора винтов применялись латеральный и медиальный доступы посредством внутренних и наружных транснадлодыжечных артротомий с резекцией хрящевых поверхностей лодыжек. Затем осуществлялась корригирующая остеотомия как большеберцовой, так и таранной костей с удалением суставного хряща и субхондрального слоя. Стопа устанавливалась в физиологически выгодное положение и фиксировалась двумя взаимно перекрещивающимися канюлированными винтами, введенными по направляющим спицам через большеберцовую кость в таранную. Латеральную лодыжку фиксировали одним или двумя винтами к большеберцовой кости, стабилизируя зону артродеза.

Артродез ретроградным интрамедуллярным стержнем HAN (Synthes) выполнялся из латерального доступа с транснадлодыжечной артротомией. Наружную лодыжку фиксировали одним или двумя винтами к таранной кости.

При артродезировании с применением в качестве фиксатора аппарата Г.А. Илизарова резекция суставных поверхностей выполнялась из латерального трансмаллеолярного доступа. Латеральная лодыжка фиксировалась к таранной кости спицами с упорами.

Результаты и обсуждение. Наилучшие статико-динамические и клинические результаты наблюдались в группе пациентов, которым был выполнен артродез голеностопного сустава винтами (рис. 1). После операции полностью восстановились до нормы такие показатели, как опорность при двуопорном стоянии, максимальная сила толчка и коэффициент ритмичности (табл. 1).

Если до артродезирования все пациенты передвигались без или с незначительной опорой на больную ногу, присутствовал выраженный болевой синдром даже в покое, то после операции у всех полностью восстановилась опороспособность больной ноги (период опоры больной ноги - 63%), у 12 (75%) пациентов отсутствовала хромота, 9 (56%) - могли встать на носочки, 4 (25%) - могли заниматься спортом, связанным с бегом.

Рис. 1. Результат через 2 года после артродеза винтами: AOFAS 91 балл, опорность при двуопорном стоянии- 0,95, максимальная сила толчка - 0,96, коэффициент ритмичности - 0,95.

Рис. 1. Результат через 2 года после артродеза винтами: AOFAS 91 балл, опорность при двуопорном стоянии- 0,95, максимальная сила толчка - 0,96, коэффициент ритмичности - 0,95.

Таблица 1. Статико-динамические показатели пациентов после артродезирования голеностопного сустава

Таблица 1. Статико-динамические показатели пациентов после артродезирования голеностопного сустава

Примечания: ОП - опорность при двуопорном стоянии [Min{лев., прав.}/Max {лев., прав.}], ПОБ - нагружение на передний отдел больной ноги, ЗОБ - нагружение на задний отдел больной ноги, ПОЗ - нагружение на передний отдел здоровой ноги, ЗОЗ - нагружение на задний отдел здоровой ноги, Поб - период опоры больной ноги, ППб - период переноса больной ноги, ЦШб - цикл шага больной ноги, Поз - период опоры здоровой ноги, ППз - период переноса здоровой ноги, ЦШз - цикл шага здоровой ноги, макс - максимальная сила толчка [Min {лев.,прав.}/Max {лев.,прав.}], КР - коэффициент ритмичности походки [время переноса Min {лев.,прав.}/ время переноса Max {лев.,прав.}].

Только у 1 (6%) больного присутствовал умеренный болевой синдром после длительной нагрузки, сохранялась хромота, требовалось при ходьбе на расстояние более 3 км пользоваться тростью, AOFAS - 49 баллов. Это объясняется наличием у пациента подтаранного артроза II-III стадии, сгибательной контрактурой в смежных суставах стопы (положение стопы - 109 град, ПОБ 70%). После индивидуального подбора ортопедических стелек на аппарате «F-scan» распределение нагрузки на различные отделы стопы было нормализовано. По данным рентгенологического обследования данного пациента через 2 года прогрессирования подтаранного артроза не отмечено, AOFAS - 68 баллов.

При оценке результатов артродезирования в оставшихся двух группах (рис. 2) наилучшие клинические показатели по AOFAS (на 10% больше отличных и хороших результатов, р=0,0013) были достигнуты в группе пациентов, которым была выполнена операция с использованием в качестве фиксатора аппарата Г.А. Илизарова. Однако статико-динамические показатели пациентов, включающие опороспособность, максимальную силу толчка и ритмичность походки, были значительно хуже по сравнению с артродезированием стержнем HAN. Это мы связываем с наличием более выраженных сгибательных контрактур, гипо- и атрофией мышечного аппарата голени и стопы, наличием комбинированного плоскостопия, костных и фиброзных анкилозов смежных суставов стопы после использования аппарата внешней фиксации. В обеих группах у всех пациентов имелось смещение центра тяжести вперед, большая нагрузка на передний отдел стопы, что требовало компенсации ортопедическими стельками, которые приводили к улучшению всех биомеханических показателей походки на 17±4% (р<0,05).

Рис. 2. Результаты анкетирования пациентов после артродеза голеностопного сустава по шкале AOFAS.

Рис. 2. Результаты анкетирования пациентов после артродеза голеностопного сустава по шкале AOFAS.

При стабилометрическом обследовании пациентов во всех группах (табл. 2) не обнаружено статистически значимых отклонений от показателей нормы (p>0,05). Однако в группе после артродезирования аппаратом внешней фиксации отмечалось менее устойчивое стояние больных, которое графически проявлялось большей площадью статокинезограммы и более высокой средней скоростью колебания центра давления, что мы связываем с гипо- и атрофией мышечного каркаса оперированной нижней конечности и сгибательными контрактурами в суставах стопы, которые нарушали опороспособность и удержание вертикальной позы пациентов.

Таблица 2. Стабилометрические показатели у пациентов после артродеза голеностопного сустава

Таблица 2. Стабилометрические показатели у пациентов после артродеза голеностопного сустава

Примечания: X - среднее положение центра давления относительно фронтальной плоскости; Y - среднее положение центра давления относительно сагиттальной плоскости; L - длина статокинезиограммы; S - площадь статокинезиограммы; V - средняя скорость колебаний центра давления.

Заключение. Проведенная клинико-биомеханическая оценка статико-динамических показателей у пациентов в отдаленном послеоперационном периоде показала, что артродезирование голеностопного сустава позволяет не только достичь восстановления опороспособности конечности, купировать болевой синдром, но и приблизить походку к физиологической норме с восстановлением привычных нагрузок и улучшением качества жизни. Наилучшие результаты были получены при артродезе винтами, что мы связываем с меньшей травматизацией сухожильно-мышечного аппарата нижней конечности и возможностью сохранения подтаранного сустава при его первичной интактности, который вместе со смежными суставами стопы обеспечивает за счет компенсаторной гипермобильности восстановление биомеханических показателей, как статики, так и походки при костном анкилозе в голеностопном суставе. У пациентов с костным анкилозом голеностопного сустава при отсутствии отличных и хороших результатов по AOFAS необходимо скорригировать распределение центра тяжести на различные отделы стопы методом индивидуального подбора стелек с использованием программно-аппаратных комплексов, что улучшит как клинические результаты, так и биомеханические показатели стояния и походки.