Анатомо-функциональные нарушения у детей с плоской стопой
Автор: Сертакова А.В., Дохов М.М., Рубашкин С.А., Тимаев М.Х.
Журнал: Саратовский научно-медицинский журнал @ssmj
Рубрика: Травматология и ортопедия
Статья в выпуске: 3 т.14, 2018 года.
Бесплатный доступ
Цель: анализ анатомо-функциональных изменений у детей с плоской стопой. Материал и методы. Проведен анализ состояния стоп у 40 детей (34 мальчика и 6 девочек в возрасте от 5 до 14 лет, средний возраст 9,6±2,3 года). Группу сравнения составили 30 здоровых детей в возрасте 5-14 лет (средний возраст 8,5±2,5 года) без патологии стоп. Диагноз устанавливали на основании клинического обследования: жалоб, функциональных нагрузочных тестов, опросника качества жизни Oxford Ankle Foot Questionnaire, инструментальных методов диагностики (рентгенография, биомеханическое исследование). Результаты. В раннем возрасте (с пяти лет) дети начинали испытывать дискомфорт в области стоп при различной физической активности: среди проанализированных случаев 77% пациентов отмечали те или иные жалобы. При оценке качества жизни в виде анкетирования по OAFQ средние показатели составили 30,8±12,5 балла. У всех детей имелись признаки вертикализации таранной кости по отношению к пяточной, что обусловливало нарушение продольной оси суставов стопы и нормальной работы таранно-пяточного соединения. Нарушение временных характеристик шага стопы приводило к снижению ее функциональности. Заключение. В настоящее время проблеме плоской стопы у детей не уделяется достаточного внимания. Необходимо сосредоточиться на особенностях течения патологического процесса у детей 7-14 лет, используя современные методы диагностики. Объективные инструментальные данные показали значимые анатомические и функциональные расстройства: дисбаланс в таранно-ладьевидно-пя-точном комплексе, патобиомеханические нарушения временных и кинематических характеристик шага у детей с плоской стопой
Анатомия стопы, биомеханика, дети, плоская стопа
Короткий адрес: https://sciup.org/149135112
IDR: 149135112
Anatomic and functional disorders in children with flatfoot
Aim: to analyze anatomic and functional changes in children with flatfoot. Material and Methods. We analyzed foot state in 40 children (34 boys and 6 girls, aged 5-14, mean age: 9.6±2.3 yrs), comparison group consisted of 30 healthy children aged 5-14 (mean age 8.5±2.5 yrs) without foot pathology. Patients were diagnosed on the basis of clinical examination: complaints, functional stress tests, QL questionnaire Oxford Ankle Foot, instrumental methods (X-ray, biomechanical investigation). Results. Right from early age (5 yrs) children start experiencing discomfort in feet in the course of various physical exercises, in our experiment 77% of patients have discomfort complaints. Mean indexes of OAFQ were 30.8±12.5. All children had signs of astragalus erection with respect to calcaneum which stipulates disturbance of longitudinal arch of foot joints and of normal function in talocalcaneal coalition. The disturbance of gait time indexes results in its decreased function. Conclusion. At present the problem of flatfoot in children did not get proper attention. The surgeons should focus on the features of pathology development in children 7-14 yrs applying all modern diagnostic methods.
Текст научной статьи Анатомо-функциональные нарушения у детей с плоской стопой
вариантов ПС детского возраста доброкачественны по течению и спонтанно корригируются в возрасте 6–7 лет у девочек, 9–10 лет у мальчиков [3–5]. Однако нельзя исключить и развитие патологических форм (на фоне генетически детерминированной слабости опорной соединительной ткани), в том числе врожденной плосковальгусной стопы (на фоне тарзальных коалиций, вертикального тарана), которые составляют до 2,7-4% [5]. Во-вторых, даже при наличии тяжелой степени ПС у детей ее основные клинические симптомы (боль, нарушение нормальной походки) появляются сравнительно поздно [6]. Возможно, это связано с относительно небольшой массой тела ребенка, несформированного паттерна походки, высоких адаптивных возможностей тканей. В-третьих, несмотря на многочисленные клинические исследования, до сих пор не разработана единая концепция подхода к диагностике (критерии отбора), лечению ПС детского возраста, как консервативному, так и оперативному [6]. Кроме того, недостаточное внимание уделяется изучению биомеханических особенностей походки ребенка с ПС, хотя некоторые клинические исследования доказали значимые пато-биомеханические нарушения стопы при ходьбе даже при отсутствии жалоб или видимых нарушений ходьбы [7–9]. Например, Arangio G.A. с соавт. установили, что увеличение пронации в подтаранном суставе на 47% увеличивает момент сгибания (компрессии) в таранно-ладьевидном суставе, способствуя, естественно, раннему развитию остеоартроза [10]. Уплощение медиального продольного свода приводит к ослаблению сухожильно-связочного комплекса и провоцирует слабость задней большеберцовой мышцы, вызывая дискоординацию и неэффективную работу мышц стопы, голеней и ягодичных мышц, а также явление подвывиха в таранно-ладьевидно-пяточном комплексе [10].
Цель: анализ анатомо-функциональных изменений у детей с плоской стопой, который в перспективе позволяет определить ранние признаки патологических нарушений.
Материал и методы . На базе клинико-диагностического отделения НИИТОН СГМУ за 2018 г. проведено обследование 40 детей с диагнозом: плоская стопа (34 мальчика и 6 девочек в возрасте от 5 до 14 лет, средний возраст 9,6±2,3 года). Группу сравнения составили 30 детей в возрасте 5–14 лет (средний возраст 8,5±2,5 года) без патологии стоп. Диагноз устанавливали на основании клинического обследования, инструментальных методов диагностики. Клинически учитывали жалобы (боль, усталость при ходьбе, нарушение походки и внешнее уплощение стопы); данные визуального осмотра (признаки омо-золелости, локальная болезненность, вальгусное положение пяточной кости, супинация переднего / среднего отделов стопы); результаты нагрузочных тестов (одномоментная пассивная коррекция, проба Штритера, тест Jack, тест Thompson, тест уплощения свода стопы при нагрузке); а также баллы опросника качества жизни Oxford Ankle Foot Questionnaire (OAFQ). Данный опросник включает 15 вопросов (с оценкой от 1 до 5 баллов, т.е. от отсутствия симптома до постоянного наличия), охватывающих такие позиции, как объективные жалобы, ежедневная физическая активность, спортивная / повышенная нагрузка и личностные оценки состояния. OAFQ имеет родительскую и детскую версию, обладает высокой валидностью, коэффициент Кронбаха α≥0,7.
Инструментальное обследование включало рентгенологическое исследование стоп в стандартных проекциях (прямая и сагиттальная), по результатам которого оценены основные показатели, отражающие анатомические взаимоотношения в суставах стопы, в частности таранно-пяточный угол, таранно-метатарзальный (первый) угол, таранно-горизонтальный угол, таранно-большеберцовый угол, угол медиального продольного свода и его высоту. В отдельных случаях проводили компьютерную томографию для исключения диагноза: врожденная плоская стопа с костными аномалиями. Биомеханическое исследование включало подометрию (регистрация временных характеристик шага) и динамометрию (регистрация опорных реакций). Проведено также стабилометрическое исследование (регистрация положения и движений общего центра давления на плоскость опоры при стоянии), однако достоверных результатов различий не получено, поэтому в нашем исследовании последние не указаны. Критериями исключения в обследовании служили формы плоской стопы с анатомическими нарушениями (тарзальные коалиции, классический вертикальный таран), с неврологическими нарушениями (выраженные аксоно-патии нервов голени и стопы, центральная пирамидная недостаточность). С учетом небольших выборок для исследования (до 40 случаев) применяли непараметрический критерий для независимых выборок Манна — Уитни, с принятием гипотезы при значении р<0,05.
Результаты . Путем анализа получены следующие данные клинического обследования: жалобы на боль при нагрузке или усталость при ходьбе присутствовали у большинства пациентов, лишь некоторые дети обследованы по обращениям родителей («визуально не нравились стопы») (рис. 1).
Необходимо подчеркнуть, что уже в раннем возрасте (с пяти лет) дети начинали испытывать дискомфорт в области стоп при различной физической активности. Так, среди проанализированных случаев 77% пациентов отмечали указанные жалобы. Однако 23% детей жалоб не предъявляли, что маскировало заболевание и провоцировало родителей не обращаться к детскому ортопеду («потому что не болит, зачем ходить»). Отсутствие жалоб у каждого пятого ребенка и жалоб на усталость при ходьбе может быть связано и с гиподинамичным образом жизни современных людей, который захватил уже и детей.
Тест уплощения свода при нагрузке определил имеющуюся слабость мышечно-связочного аппарата стопы у 18 (45%) пациентов, однако данный тест является лишь скрининговым, потому что в период активного роста доброкачественная гипермобильность — нормальное явление для ребенка. В пользу повышенной гипермобильности свидетельствуют и положительный тест Jack, обнаруженный у 4 (10%) пациентов, который демонстрирует контурирование медиального продольного свода стопы при тыльном сгибании большого пальца, а также проба Штритера (при вставании на носочки у ребенка контурирует медиальный свод и положение пяточной кости меняется). Необходимо отметить, что в пользу мобильного
Рис. 1. Оценка структуры жалоб пациентов
Результаты нагрузочных тестов
Рис. 2. Оценка структуры нагрузочных тестов плоскостопия свидетельствует лишь проба Штрите-ра 1, положительный результат которой выявлен у 32 (80%) детей. Положительные пробы Штритера 2 и 3, зафиксированные у 7 (17,5%) и 1 (2,5%) детей соответственно, сигнализировали о наличии выраженной вальгусной деформации пяточной кости, что может рассматриваться как клинически значимый тест на частный случай плоской стопы с вальгусным компонентом. Как известно, в настоящее время вальгусное отклонение пяточной кости не является обязательным компонентом плоской стопы. У 3 (7,5%) пациентов отмечали слабоположительный тест Thompson, который можно рассматривать в контексте тонусных расстройств мышц голеней (рис. 2).
При оценке качества жизни в виде анкетирования по OAFQ средние количественные показатели составили 30,8±12,5 балла (рис. 3). С учетом градации тяжести эти данные свидетельствовали о присутствии легких и умеренных нарушений качества жизни у детей. Лишь у 6 (15%) пациентов качество жизни практически не страдало (в пределах 19 баллов), а у 7 (17,5%) детей фиксировали значительные нарушения как физического, так и социального статуса.
По результатам рентгенологического обследования выявлены статистически значимые изменения следующих параметров (табл.1): таранно-пяточного сочленения в сторону увеличения его значения, т.е. у всех детей с плоской стопой имелись признаки верти-кализации таранной кости по отношению к пяточной, что обусловливает нарушение продольной оси суста-
Рис. 3. Динамика результатов опросника качества жизни вов стопы и нормальную работу таранно-пяточного соединения. Оно играет важную роль в реализации нормальных толчковых и опорных фаз при ходьбе, нормальность которых особенно критична в период интенсивных физических нагрузок. Полученные данные о нарушении в таранно-пяточно-ладьевидных соединениях подтверждают и отклонение величины (р<0,001) таранно-горизонтального угла в сторону увеличения. Обнаружили также существенные изменения угла медиального продольного свода (базовый параметр оценки плоскостопия) и снижение высоты свода до критических значений (до 20 мм) (табл. 1). Высота свода демонстрирует способность стопы переносить нагрузки и ее рессорные возможности. Таким образом, у обследованных детей установлены низкие адаптивные возможности стопы к нагрузкам.
Перед интерпретацией результатов временных характеристик шага заранее учитывалось, что параметры ходьбы ребенка с 7-летнего возраста практически идентичны ходьбе взрослого человека и не меняются в течение последующей жизни. Из табл. 2 видно, что у детей в изучаемой группе статистически значимы изменения всех базовых характеристик в сторону удлинения всех фаз. Регистрируется продленный цикл шага (по сравнению с группой здоровых детей), продленные периоды опоры и переноса, что свидетельствует об элементах торможения переката через пятку, голеностопный сустав и передний отдел стопы, косвенно — о снижении биоэлектрической активности трехглавой мышцы голени посредством толчковых моментов. Коэффициент ритмичности в группе исследования значимо сокращен, что отражает несимметричность походки, превышающую физиологический разброс в 6% (табл. 3).
Результаты рентгенологического обследования детей с плоской стопой
Таблица 1
|
Рентгенологические параметры |
Группа сравнения, n=30 |
Группа исследования, n=40 |
|
Таранно-пяточный угол, ПП |
24 (15;56) |
26 (23; 31) р>0,05 |
|
Таранно-пяточный угол, БП |
18,5 (–9;31) |
49,2 (44,5; 55) р<0,001 |
|
Таранно-метатарзальный (первый) угол, ПП |
10 (–9;31) |
11 (7,2; 12,7) р>0,05 |
|
Таранно-метатарзальный (первый) угол, БП |
12,6 (–7;39) |
14,1 (10,5; 23,9) р>0,05 |
|
Таранно-горизонтальный угол, БП |
26,8 (26;30) |
33 (28,6; 38,5) р<0,001 |
|
Таранно-большеберцовый угол, БП |
122 (86;145) |
123 (121; 126,5) р>0,05 |
|
Угол медиального продольного свода, БП |
129,5 (127;130) |
155,5 (150; 159) р<0,001 |
|
Высота свода, мм |
38,5 (37;39) |
17 (15,3; 19) р<0,001 |
П р и м еч а н и е : ПП — прямая проекция; БП — боковая проекция. В каждом случае приведены медиана, верхний и нижний квартили; р — по сопоставлению с группой сравнения.
Таблица 2
Результаты биомеханического обследования детей с плоской стопой
|
Биомеханические параметры |
Группа сравнения, n=30 |
Группа исследования, n=40 |
|
Цикл шага, сек |
1,05 (1,0;1,4) |
1,35 (1,22; 1,45) р<0,001 |
|
Период опоры, % |
61,9 (61,6;62,7) |
58,7 (55,7; 61,2) р<0,001 |
|
Период переноса, % |
37,7 (37,5;38,3) |
41,2 (38,7; 44) р<0,001 |
|
Период одиночной опоры, сек |
36,5 (35,4;39,4) |
37,9 (34,7; 42,2) р<0,001 |
|
Период двойной опоры, сек |
20,3 (16,8;31,8) |
29,4 (22,5; 32,4) р<0,001 |
|
Коэффициент ритмичности |
0,95 (0,94;1,0) |
0,88 (0,68; 0,97) р<0,001 |
П р и м еч а н и e : в каждом случае приведены медиана, верхний и нижний квартили; р — по сопоставлению с группой сравнения.
Таблица 3
Значения реакций опоры у детей с плоской стопой
|
Биомеханические параметры |
Группа сравнения, n=30 |
Группа исследования, n=40 |
Критерии вертикальной реакции опоры, % от цикла шага
|
Z1 |
120 (103;123) |
90,5 (88,7; 121) р<0,001 |
|
Z2 |
74 (70;86) |
88 (87,5; 89,3) р<0,001 |
|
Z3 |
115,6 (105;121) |
94,7 (93,1; 116,5) р<0,001 |
Критерии продольной реакции опоры, % от цикла шага
|
Y1 |
–16 (–13;–23) |
–2 (–1,3; –5,6) р<0,001 |
|
Y2 |
17,5 (15;25) |
3 (5,4; 12,3) р>0,05 |
|
Критерии боковой реакции опоры, % от цикла шага |
||
|
X1 |
–4 (–4;–5) |
–4 (–4; –5) р>0,05 |
|
X2 |
–3 (–3;–4) |
–3 (–3; –4) р>0,05 |
П р и м еч а н и e : в каждом случае приведены медиана, верхний и нижний квартили; р — по сопоставлению с группой сравнения.
Таким образом, нарушение временных характеристик шага стопы приводит к снижению ее функциональности в плане уменьшения энергетических затрат организма при движении общего центра массы в момент ходьбы; уменьшения амортизации ударов при ходьбе и адаптации к неровностям поверхности; исчезновению роли жесткого рычага во втором периоде опоры. Клинически это проявляется в виде ограничений расширенной двигательной активности со снижением временной выносливости регулярных двигательных актов (ходьба) или сложных ударнотолчковых актов (бег, прыжки и др.).
У детей из группы сравнения статистически значимы изменения вертикальных и продольных реакций опоры. Так, имеются классические нарушения в виде увеличения Z2, снижения Z1 и Z3 (показатели вертикальной опорной реакции стопы). Подобное сглаживание отражает низкую устойчивость индивида к переменным нагрузкам. В целом вертикальная реакция опоры характеризует адаптацию организма к силе тяжести, в частности первый максимум Z1 от- ражает максимальное ускорение подъема и характеризует мышечно-суставную активность всей нижней конечности. Нарушения показателя свидетельствуют о сниженной способности к восприятию физических нагрузок, нарушении разгибания в голеностопном суставе, сгибания в тазобедренном и коленном суставах (рис. 4).
Второй максимум сгибания Z3 совпадает с максимальным сгибанием в голеностопном суставе и эксцентричной контракцией икроножной мышцы, отражая общие нарушения кинематической цепи. Инерционный минимум Z2 самостоятельного значения не имеет, однако меняется в соответствии с другими критериями. Изменения продольных максимумов Y1 и Y2 (показатели продольной опорной реакции стопы) отражают нарушение активности трехглавой мышцы голени, а также нарушение окончательного момента разгибания в голеностопном суставе.
Поперечные опорные реакции у детей из группы наблюдения не были значимо нарушены (показатели X1 и X2 не выходили за пределы нормы: [– 4; – 5],
Рис. 4. Опорные реакции на примере больного Т. девяти лет, с классическими изменениями вертикальной реакции опоры, инвертацией продольной реакции
[– 3; – 4]). В целом они отражают нормальные балансировочные ускорения центра массы индивида во фронтальной проекции и являются маркером общих двигательных расстройств, связанных преимущественно с патологией центральной нервной системы. Кроме того, часто отмечали инвертирование по форме продольной составляющей опоры, что косвенно указывало на нарушения биоэлектрической активности мышц голеней.
Обсуждение . Клиническое обследование пациентов детского возраста с плоской стопой продемонстрировало присутствие как жалоб, так и клинических признаков, позволяющих заподозрить вероятный диагноз клинически значимой плоской стопы, однако из-за полиэтиологичности их происхождения необходимы более достоверные методы диагностики. Таким образом, опросник качества жизни является более объективным методом оценки состояния ребенка, поэтому очень важно, что его данные оказались сопоставимыми с результатами визуального осмотра и жалобами. Среди обследованных нами 40 детей у 22 отсутствовали жалобы или отмечался дискомфорт при длительной ходьбе, поэтому обращения родителей носили скрининговый характер («проверить на всякий случай», «не нравится сама форма стопы»), что согласуется с рядом наблюдений (данные 34 клинических исследований), подтверждающих позднее возникновение жалоб [6–10]. Применение функциональных нагрузочных тестов не имеет самостоятельного значения и может быть принято во внимание лишь в сочетании с результатами опросников качества жизни. Используемый нами Oxford Ankle Foot Questionnaire наглядно демонстрировал имеющиеся нарушения у всех детей по следующим категориям: жалобы, ежедневная физическая активность, повышенная физическая активность и личностная оценка состояния.
Наше исследование имеет ограничения: малая выборка (n=40), в исследование не входили пациенты с врожденными анатомическими формами плоскостопия, поскольку эта группа на данном этапе изучения слишком мала (<20 наблюдений). Работа проведена по типу одномоментного когортного ис- следования и не предусматривает в настоящее время оценку после проводимого лечения.
Заключение . Сегодня проблеме плоской стопы у детей не уделяется достаточного внимания. В противном случае не было бы дискуссий в отношении классификационных и диагностических критериев, методов лечения и времени их применения. В настоящий момент необходимо сосредоточиться на особенностях течения патологического процесса у детей 7–14 лет, используя современные методы диагностики. В дальнейшем это позволит накопить расширенный клинический материал и определиться с основными стратегиями лечения заболевания. Объективные инструментальные данные показали значимые анатомические и функциональные расстройства: дисбаланс в таранно-ладьевидно-пяточном комплексе, патобиомеханические нарушения временных и кинематических характеристик шага у детей с плоской стопой.
Список литературы Анатомо-функциональные нарушения у детей с плоской стопой
- Costa FP, Costa G, Carvalho MS, et al. Long-Term Outcomes of the Calcaneo-Stop Procedure in the Treatment of Flexible Flatfoot in Children: a Retrospective Study. Acta Med Port 2017; 30 (7-8): 541-5.
- Кенис B.M., Лапкин Ю.А., Хусаинов RX. и др. Мобильное плоскостопие у детей (обзор литературы). Ортопедия, травматология и восстановительная хирургия детского возраста 2014; 2: 44-54
- Kim HY, Shin HS, Ко JH, etal. Gait analysis of symptomatic flatfoot in children: an observational study. Clinics in Orthopedics Surgery 2017; 9: 363-73
- Carr Jb, Yang S, Lather LA. Pediatric Pes Planus: a State-of-the-Art Review. Pediatrics 2016; 137 (3): e20151230
- Butterworth ML. A systematic approach to pediatric flat foot: What to Do and When to Do It. Available at: http://www.podiatryinstitute.com/pdfs/Update_2010/2010_12.pdf
- Uden H, Scharfbilling R, CausbyR. The typically developing pediatric foot: how flat should it be? A systemic review. Journal of Foot and Ankle Research 2017; 10: 37
- Prachgosin T, Chong DYR, Leelasamran W, et al. Medial longitudinal arch biomechanics evaluation during gait in subjects with flexible flatfoot. Acta of Bioengineering and Biomechanics 2015; 4: 121-30
- Saraswat P, MacWIIiams BA, Davis RB, D'Astous JL. Kinematics and kinetics of normal and planovalgus feet during walking. Gait Posture 2014; 39 (1): 339-45
- Pauk J, Szymul J. Differences in pediatric vertical ground reaction force between planovalgus and neutrally aligned feet. Acta Bioeng. Biomech 2014; 16 (2): 95-101
- Arangio GA, Salathe EP A biomechanical analysis of posterior tibial tendon dysfunction, medial displacement calcaneal osteotomy and flexor digitorum longus transfer in adult acquired flat foot. Clin. Biomech 2009; 24 (4): 385-90.