Биомеханическая характеристика околосуставных мышц у спортсменов с посттравматической хондропатией коленных суставов
Автор: Капустина Н.В., Запольнова Е.Н.
Журнал: Российский журнал биомеханики @journal-biomech
Статья в выпуске: 1 (63) т.18, 2014 года.
Бесплатный доступ
Исследуются особенности биомеханических характеристик околосуставных мышц у спортсменов игровых видов спорта, перенесших травмы коленных суставов. В исследовании приняло участие 98 спортсменов игровых видов спорта различной спортивной квалификации с травмами коленных суставов в анамнезе. Все спортсмены прошли комплексное обследование: опрос с заполнением анкеты KOOS ( Knee Injury and Osteoarthritis Outcome Score - шкала исхода травмы и остеоартроза коленного сустава); клинический осмотр; ультразвуковое исследование коленных суставов. С целью объективной оценки функционального состояния коленных суставов применяли метод изокинетической динамометрии мышц сгибателей и разгибателей голени с применением системы Biodex System 4 Pro (США). В результате проведенного комплексного обследования у 60 спортсменов выявлены посттравматические изменения суставного гиалинового хряща травмированного коленного сустава и установлен диагноз «посттравматическая хондропатия коленного сустава». Спортсмены с посттравматической хондропатией коленных суставов вошли в первую группу исследования, спортсмены без посттравматических изменений вошли во вторую группу. При изокинетическом тестировании околосуставных мышц коленных суставов у спортсменов первой группы выявлены меньшие силовые возможности мышц сгибателей и разгибателей травмированного коленного сустава по сравнению с интактной конечностью на всех тестируемых угловых скоростях, при этом дефицит силы разгибателей на угловых скоростях 60 и 180 º/с и сгибателей на угловой скорости 60 º/с оценивается как умеренный. У спортсменов без посттравматических изменений коленных суставов значимых различий силовых возможностей околосуставных мышц не выявлено.
Биомеханика спорта, посттравматическая хондропатия, коленный сустав, изокинетическое тестирование
Короткий адрес: https://sciup.org/146216128
IDR: 146216128
Текст научной статьи Биомеханическая характеристика околосуставных мышц у спортсменов с посттравматической хондропатией коленных суставов
Изучение проблемы травматических повреждений нижних конечностей при занятиях спортом и их влияния на работоспособность спортсменов и способность достижения высоких спортивных результатов является актуальной задачей спортивной медицины. Травмы коленных суставов и их осложнения у спортсменов являются одной из причин преждевременного прерывания спортивной карьеры [5, 8, 9]. Особого
Запольнова Евгения Николаевна, клинический ординатор кафедры медицинской реабилитации и физиотерапии, Москва внимания заслуживают своевременная диагностика посттравматических патологических изменений во внутренних структурах коленного сустава и их влияния на функциональное состояние поврежденной конечности с целью как можно более раннего начала проведения комплекса восстановительных мероприятий [4].
Острая травма и хроническая микротравматизация коленных суставов являются пусковым механизмом развития повреждения суставного хряща – посттравматической хондропатии [10, 11, 13]. Посттравматическая хондропатия – это медленно протекающий патологический процесс, характеризующийся нарушением структуры суставного гиалинового хряща в виде истончения, разволокнения. В свою очередь, посттравматическая хондропатия является основой развития вторичного (посттравматического) артроза коленных суставов [1, 14]. Осложнения в виде посттравматического гонартроза встречаются в 35,5–69,75% случаев и развиваются в среднем через 3–5 лет после травмы [12]. Частота встречаемости данной патологии у лиц, перенесших травмы коленных суставов, по данным артроскопии [6], составляет от 51 до 66%.
Объективно оценить влияние протекающего патологического процесса на функциональное состояние коленных суставов у спортсменов позволяет такой современный метод исследования, как биомеханическое тестирование. Оценить силовые характеристики параартикулярных мышц позволяет система Biodex System 4 Pro (США), однако из-за высокой стоимости оборудования использование этого метода пока не нашло широкого применения. В современной литературе существуют работы о применении электронной динамометрии после оперативного лечения коленных суставов, дана оценка степени нарушения силовых характеристик параартикулярных мышц в восстановительном периоде, разработаны критерии эффективности послеоперационной реабилитации спортсменов [2, 3, 15]. Однако данных о применении этого метода при хронически протекающих дегенеративных процессах, в частности посттравматической хондропатии коленных суставов, авторами не найдено.
Цель
Изучить особенности биомеханических, в частности силовых, характеристик околосуставных мышц у спортсменов игровых видов спорта с посттравматической хондропатией коленных суставов.
В соответствии с поставленной целью авторами были решены следующие задачи:
-
1. Измерение силовых способностей мышц сгибателей и разгибателей коленных суставов у обследуемых спортсменов, перенесших травмы коленных суставов.
-
2. Оценка дефицита силы тестируемых групп мышц поврежденной и контралатеральной конечности у спортсменов с посттравматической хондропатией коленных суставов.
Материалы и методы
В исследовании приняло участие 98 спортсменов игровых видов спорта (футбол, гандбол, волейбол) различной спортивной квалификации (от первого взрослого разряда до мастера спорта международного класса) с травмами коленных суставов в анамнезе. Средний возраст спортсменов составил 25,8±7,2 лет. Стаж занятий спортом составил 12±4 года.
Все спортсмены прошли комплексное обследование:
– опрос с заполнением анкеты KOOS ( Knee Injury and Osteoarthritis Outcome Score – шкала исхода травмы и остеоартроза коленного сустава);
– клинический осмотр;
– ультразвуковое исследование коленных суставов;
– изокинетическое двустороннее тестирование мышц сгибателей и разгибателей коленного сустава.
С целью объективной оценки функционального состояния коленных суставов у спортсменов с посттравматической хондропатией применяли метод изокинетической динамометрии мышц сгибателей и разгибателей голени с применением системы Biodex System 4 Pro (США). Исследование выполнялось по следующему протоколу: режим работы изокинетический, тестирование двустороннее на угловых скоростях 60; 180; 300 º/с, количество повторений 5; 10 и 15 соответственно.
Перед началом тестирования спортсменов обучали методике работы с системой Biodex System 4 Pro , проводили разминку, индивидуальную стабилизацию исследуемого в кресле пациента, калибровку системы. Тестирование начинали с пораженного коленного сустава.
Для получения относительной функциональной оценки F тестируемой группы мышц вычисляли соотношение пикового вращающего момента к массе тела по формуле [7]
F =ПВМ/ВТ⋅100%, (1)
где ПВМ – пиковый вращающий момент; ВТ – вес тела.
Затем проводили билатеральную (двустороннюю) сравнительную оценку полученных показателей для каждой угловой скорости тестирования в отдельности путем вычисления дефицита силы Δ F тестируемых групп мышц по формуле
∆ F =( F 1- F 2)/ F 1⋅100%, (2)
где F 1 – относительная функциональная оценка интактной конечности, F 2 – относительная функциональная оценка поврежденной конечности.
Критерии оценки: дефицит до 10% – незначительный, коррекции не требует; 11–25% – умеренные отклонения, рекомендована реабилитация для улучшения мышечного баланса, больше 25% – значительные функциональные нарушения, требующие активного лечения.
Статистическая обработка и оценка достоверности различий полученных результатов проводилась с вычислением t -критерия Стьюдента. Различия считали статистически достоверными при t > 1,96 ( t = 1,96 – граничное значение t -критерия Стьюдента при n > 30 с вероятностью Р = 0,95).
Результаты исследования
По результатам проведенного нами комплексного обследования все спортсмены были разделены на две группы: первая группа из 60 спортсменов с установленным диагнозом «посттравматическая хондропатия коленного сустава» и вторая группа из 38 спортсменов, у которых посттравматических изменений в коленных суставах не выявлено.
В результате тестирования силовых возможностей мышц сгибателей и разгибателей голени у спортсменов с посттравматической хондропатией коленного сустава с использованием изокинетической динамометрии авторами получены следующие данные:
– средние значения F разгибателей при угловой скорости тестирования 60 º/с составили для поврежденной и интактной конечности 179,8 ± 42,6 и 220,6 ± 53,2
соответственно, при угловой скорости 180 º/с – 123,5 ± 40,5 и 141,9 ± 46,7, при угловой скорости 300 º/с – 86,4 ± 33,1 и 93,4 ± 35,5;
– средние значения F сгибателей при угловой скорости тестирования 60 º/с составили для поврежденной и интактной конечности 94,8 ± 20,3 и 108,8 ± 24,2 соответственно, при угловой скорости 180 º/с – 59,3 ± 17,7 и 64,8 ± 20,3, при угловой скорости 300 º/с – 38,5 ± 14,3 и 40,6 ± 15,2.
Графический анализ силовых характеристик тестируемых мышц представлен на рис. 1 и 2.
Примечание: жирным шрифтом выделены значения t -критерия Стьюдента, при которых различия статистически достоверны.
Среднее значение дефицита силы разгибателей голени на скорости 60 º/с – 18%, на скорости 180 º/с – 13%, на скорости 300 º/с – 7%; сгибателей – 12; 8 и 5% соответственно.
Цифровые показатели силовых характеристик и результаты статистической обработки данных представлены в таблице.
Таким образом, авторами выявлены меньшие силовые возможности мышц сгибателей и разгибателей травмированного коленного сустава по сравнению с возможностями мышц интактной конечности у спортсменов с посттравматической хондропатией на всех тестируемых угловых скоростях. Статистическая обработка полученных данных показала достоверные различия силовых характеристик мышц разгибателей коленного сустава на угловых скоростях 60 и 180 º/с и мышц сгибателей на угловой скорости 60 º/с ( t > 1,96). Различия силовых показателей мышц разгибателей на угловой скорости 300 º/с и сгибателей на угловых скоростях 180 и 300 º/с не достоверны ( t < 1,96).
F , %

травмированная нога |
интактная нога |
|
1- ■ F60 |
179,8 |
220,6 |
2- ■ F180 |
123,5 |
141,9 |
3- ■ F300 |
86,4 |
93,4 |
Рис. 1. Сравнительная характеристика силовых способностей разгибателей коленных суставов у спортсменов с посттравматической хондропатией
F , %

травмированная нога интактная нога
108,8
64,8
40,6
-
1- ■ F6094,8
-
2- ■ F 18059,3
-
3- ■ F30038,5
Рис. 2. Сравнительная характеристика силовых способностей сгибателей коленных суставов у спортсменов с посттравматической хондропатией
Силовая характеристика мышц сгибателей и разгибателей голени у спортсменов с посттравматической хондропатией коленных суставов
Тестируемая угловая скорость, º/с |
Тестируемая группа мышц |
|||||
Разгибатели |
Сгибатели |
|||||
F , % |
t |
F , % |
t |
|||
пораженная ( Х ± σ) |
интактная ( Х ± σ) |
пораженная ( Х ±σ) |
интактная ( Х ±σ) |
|||
60 |
179,8 ± 42,6 |
220,6 ± 53,2 |
6,4 |
94,8 ± 20,3 |
108,8 ± 24,2 |
3,4 |
180 |
123,5 ± 40,5 |
141,9 ± 46,7 |
2,7 |
59,3 ± 17,7 |
64,8 ± 20,3 |
1,6 |
300 |
86,4 ± 33,1 |
93,4 ± 35,5 |
1,1 |
38,5 ± 14,3 |
40,6 ± 15,2 |
0,8 |
Выводы
-
1. На основании цифровых данных, полученных при изокинетическом тестировании околосуставных мышц коленных суставов, авторами выявлена асимметрия силовых характеристик между поврежденной и контралатеральной конечностью. Дефицит силы (Δ F , %) сгибателей на угловой скорости 60 º/с и разгибателей на угловых скоростях 60 и 180 º/с статистически достоверен.
-
2. При сравнении дефицита силы Δ F тестируемых групп мышц авторами получены средние значения дефицита силы разгибателей голени на угловой скорости 60 º/с – 18%, на угловой скорости 180 º/с – 13%, на угловой скорости 300 º/с – 7%; сгибателей – 12; 8 и 5% соответственно. Дефицит силы разгибателей на угловых скоростях 60 и 180 º/с и сгибателей на угловой скорости 60 º/с оценивается как умеренный.
Таким образом, выявленные хронически протекающие дегенеративные процессы в травмированных коленных суставах у спортсменов отрицательно влияют на функциональное состояние параартикулярных мышц. Данные изменения проявляются снижением их силы в виде умеренного дефицита, что требует проведения комплекса лечебных восстановительных мероприятий, направленных на коррекцию силовой асимметрии.
Список литературы Биомеханическая характеристика околосуставных мышц у спортсменов с посттравматической хондропатией коленных суставов
- Алексеева Л.И. Факторы риска при остеоартрозе//Научно-практическая ревматология. -2000. -№ 2. -С. 36-45.
- Арьков В.В., Миленин О.Н. Реабилитация спортсменов после артроскопической реконструкции передней крестообразной связки//Травматологии и ортопедия России. -2005. -№ 35. -С. 25.
- Арьков В.В., Миленин О.Н., Орджоникидзе З.Г. Показатели изокинетической динамометрии мышц бедра у спортсменов после реконструкции передней крестообразной связки коленного сустава//Лечебная физкультура и спортивная медицина. -2011. -№ 12 (96). -С. 23-26.
- Герасименко М.А., Белецкий А.В. Диагностика и лечение повреждений и ортопедических заболеваний коленного сустава. -Минск: Тэхналогiя, 2010. -167 с.
- Гладков В.Н. Некоторые особенности заболеваний, травм, перенапряжений и их профилактика в спорте высших достижений. -М.: Советский спорт, 2007. -152 с.
- Мастыков А.Н. Частота встречаемости посттравматической хондропатии коленного сустава//Студенческая медицинская наука XXI века: материалы XI Междунар науч.-практ. конф., Витебск, 3-4 ноября 2011 года/под ред. С.А. Сушкова [и др.]; Витеб. гос. мед. ун-т. -Витебск, 2011. -С. 65-66.
- Медиум Плюс. Изокинетическое тестирование: цели и задачи [Электронный ресурс] -URL: http://www.mediumplus.ru/articles_8.htm (дата обращения: 29.12.2013).
- Миронова З.С. Проблемы диагностики и лечения микротравм опорно-двигательного аппарата у спортсменов//Спортивная травматология. -М., 1980. -С. 95-96.
- Сахебозамани М., Смоленский А.А., Орджоникидзе З.Г., Балакирев А.А. Качество жизни у спортсменов с травмами нижних конечностей//Спорт & медицина & здоровье. -2002. -№ 4. -С. 51-53.
- Buckwalter J.A., Mankin H.J. Articular cartilage: degeneration and osteoarthritis, repair, regeneration, and transplantation//Instr. Course. Lect. -1998. -Vol. 4, № 7. -P. 487-504.
- Hunziker E.B. Articular cartilage repair: basic science and clinical progress. A review of the current status and prospects//Osteoarthritis Cartilage. -2002. -№ 10. -P. 1432-1463.
- Michael W.P., Schlüter-Brust K.U., Eysel P. The epidemiology, etiology, diagnosis, and treatment of osteoarthritis of the knee//Dtsch. Arztebl. Int. -2010. -Vol. 107 (9). -Р. 152-162.
- Nielsen A.B., Yde J. Epidemiology and traumatolog soccer II//Am. J. Sports Med. -1989. -Vol. 17. -P. 803-807.
- Shelbourne K.D., Jari S., Gray T. Outcome of untreated traumatic articular cartilage defects of the knee: a natural history study//J. Bone Joint Surg. Am. -2003. -№ 85. -P. 8-16.
- Wilk K.E. Rehabilitation of isolated and combined posterior cruciate ligament injuries//Clin. Sports Med. -1994. -Vol. 13 (3). -P. 649-677.