Хирургическая коррекция деформации первого луча стопы с использованием биомеханического моделирования остеотомии

чин [1]. Многофакторность этиологических и патогенетических аспектов не позволяет добиться хороших результатов консервативного лечения пациентов с деформациями стоп (ДС) [2].

Изменение нормального анатомического положения первой плюсневой кости (1ПК), которая подвергается значительной нагрузке при ходьбе и в положении стоя, является основным патобиомеханическим звеном формирования ДС. Остеотомия 1ПК — наи- более часто используемый компонент хирургической коррекции ДС. Анализ литературы позволяет сделать вывод об отсутствии четких количественных критериев выбора способа указанной хирургической техники и тактики лечения. Сложившаяся клиническая практика указывает на высокую частоту использования шевронной и scarf-остеотомии. Двухсторонний характер ДС (у 76-84% пациентов) принимается рядом авторов в качестве аргумента для одномоментной операции на обеих стопах [3–5]. В то же время имеются противники такой хирургической тактики, ссылающиеся на повышенный риск осложнений [6]. Спорными остаются вопросы о сроках и интенсивности активизации пациентов с ДС в раннем послеоперационном периоде.

В качестве количественных критериев выбора способа остеотомии 1ПК и хирургической тактики лечения пациентов с ДС могут быть использованы биомеханические параметры системы «кость — фиксатор» [7, 8], для получения которых, с нашей точки зрения, наилучшим образом подходит метод конечно-элементного моделирования, используемый в ортопедической биомеханике [9].

Цель: улучшение результатов хирургической коррекции первого луча стопы за счет применения биомеханического моделирования остеотомии первой плюсневой кости, позволяющего получить количественные показатели стабильности системы «кость — фиксаторы» в качестве дополнительных критериев выбора способа операции и хирургической тактики лечения пациентов.

Материал и методы. В исследование включены 97 пациенток, находившихся на лечении на клинических базах ФГБОУ ВО «Саратовский ГМУ им. В. И. Разумовского», которым была выполнена хирургическая коррекция статических деформаций первого луча стопы (1ЛС). Критериями исключения из исследования считали: выраженное нарушение опорно-двигательной функции нижних конечностей артрогенного и нейрогенного характера, нарушение метаболизма, регулярный прием глюкокортикостероидов и цитостатиков.

Обследование пациенток до операции, а также через 3, 6 и 12 месяцев после операции включало оценку деформации и нарушения функции первого луча стопы в соответствии со шкалой ACFAS Scoring Scale (Module 1) [10]. Кроме этого, оценивали мобильность 1ПК, частоту встречаемости и выраженность сочетанной патологии нижних конечностей с учетом результатов ранее выполненных исследований [11, 12]. Выраженность болевого синдрома определяли при помощи 10-балльной визуально-аналоговой шкалы (ВАШ).

У 47 пациенток контрольной группы критериями предоперационного планирования служили данные клинического и рентгенологического обследования с учетом степени деформации 1ЛС [2]. Тактика хирургического лечения этих пациентов предполагала одномоментное выполнение операций на обеих стопах при двустороннем характере патологии и раннюю активизацию в послеоперационном периоде с использованием специальной обуви.

В основной группе пациенток (50 человек) в качестве дополнительного критерия предоперационного планирования использовали показатели напряженно-деформированного состояния, полученные в результате биомеханического моделирования остеотомии 1ПК с помощью компьютерной томографии и программной системы автоматизированного проектирования Solid Works (Dassault Systems, USA). Сравнительный биомеханический анализ стал основанием для предпочтения техники scarf-остеотомии по сравнению с шевронной. В 12 случаях выполнены укороченные scarf-остеотомии с фиксацией одним винтом. Эти данные позволили также определить высокую степень риска вторичных смещений у 7 пациенток, что привело к решению отказаться от одномоментной двусторонней операции и необходимости применения дополнительных средств опоры (костылей и ходунков) наряду со специальной обувью в послеоперационном периоде.

Указанные группы пациенток не имели статистически достоверных отличий по полу, возрасту, росту, весу, сочетанной патологии суставов и сосудов нижних конечностей, соотношению степеней деформации 1ЛС, частоте встречаемости гипермобильности 1ПК, метатарзалгии и деформации малых лучей стопы (табл. 1).

Работу выполняли в соответствии с «Рекомендациями по проведению биомедицинских исследова-

Таблица 1

Сравнительная характеристика групп пациенток с деформацией стоп

Сравниваемые показатели	Группы пациенток
	Основная (n=50)	Контрольная (n=47)
Средний возраст, лет	56,2 (31,6; 63,7) **	54,9 (30,8; 61,4)
Средний рост, см	167,2 (154,5; 175,2) **	165,9 (155,8; 177,1)
Средний вес, кг	86,5 (61,2; 92,5) **	87,1 (60,4; 95,1)

Частота встречаемости различных степеней деформации первого луча стопы, абс. (%):

1-я степень	7 (14)	8 (17)
2-я степень	17 (34)	15 (31,9)
3-я степень	26 (52)	24 (51,1)
Частота двустороннего характера деформации стоп	46 (92)	42 (89,4)
Частота выявления гипермобильности 1ПК	3 (6)	3 (6,4)
Частота встречаемости метатарзалгии и деформации малых лучей стопы	37 (74)	34 (72,3)
Показатель шкалы ACFAS Scoring Scale (Module 1)	51,4 (41,8; 53,2) **	52,1 (42,5; 54,7)

Окончание табл. 1

Сравниваемые показатели	Группы пациенток
	Основная (n=50)	Контрольная (n=47)

Частота встречаемости и степень выраженности сочетанной патологии нижних конечностей, абс. (%):

остеоартроз крупных суставов	27 (54)	24 (51,1)
средний показатель шкалы LEFS	53,6 (41,2; 60,1) **	54,2 (43,1; 61,9)
варикозная болезнь	32 (64)	29 (61,7)
Средний показатель шкалы CIVIQ 20	62,7 (47,2; 71,4) **	60,9 (46,8; 70,5)

Примечание: данные представлены в виде медианы, нижнего (25%) и верхнего (75%) квартилей; р (двусторонний) — критерий достоверности сравнения показателя между основной и контрольной группами пациенток (** — p≥0,05).

Таблица 2

Рентгенологический показатель деформации первого луча стопы	Группы пациенток
	Основная (n=50)	Контрольная (n=47)
Угол М1М2 до операции Угол М1М2 после операции:	19,1 (13,2; 29,4) **	18,7 (12,5; 28,9)
через 3 месяца	10,9 (8,7; 14,9) **	11,2 (8,4; 15,4)
через 6 месяцев	11,7 (9,5; 16,2) **	12,1 (9,8; 16,5)
через 12 месяцев	13,8 (10,9; 17,2) **	14,3 (11,2; 18,3)
Угол М1Р1 до операции Угол М1Р1 после операции:	35,2 (24,7; 39,8) **	34,8 (24,2; 39,5)
через 3 месяца	9,6 (5,5; 11,2) **	9,5 (4,9; 10,9)
через 6 месяцев	11,3 (6,9; 12,5) **	11,6 (7,1; 12,8)
через 12 месяцев	12,2 (8,3; 13,9) **	12,7 (8,6; 14,1)

Примечание: данные представлены в виде медианы, нижнего (25%) и верхнего (75%) квартилей; р (двусторонний) — критерий достоверности сравнения показателя между основной и контрольной группами пациенток (** — p≥0,05).

Таблица 3

Результаты хирургической коррекции деформации первого луча стопы по шкале ACFAS SCORING SCALE (Module 1)

Сроки проведения оценки	Группы пациенток
	Основная (n=50)	Контрольная (n=47)
Через 3 месяца после операции	86,1 (84,8; 88,9) *	77,2 (73,4; 79,1)
Через 6 месяцев после операции	93,4 (91,5; 95,6) *	83,1 (80,2; 85,4)
Через 12 месяцев после операции	92,1 (91,5; 95,6) *	80,3 (78,2; 85,4)

Примечание: данные представлены в виде медианы, нижнего (25%) и верхнего (75%) квартилей; р (двусторонний) — критерий достоверности сравнения показателя между основной и контрольной группами пациенток (* — p<0,05).

Рентгенологические показатели степени деформации первого луча стопы у пациенток основной и контрольной групп до и после операции

ний с участием человека в качестве объекта исследования» (Хельсинки, 1964), статьей 21 Конституции РФ, Основами законодательства РФ об охране здоровья граждан (№5487–1 от 22.07.1993 г., с изм. от 20.12.1999 г.). Статистическую обработку данных проводили с помощью программной надстройки Microsoft Excel — AtteStat с использованием метода непараметрической статистики. Определяли медиану и квартили (Ме (25%; 75%)), а также U-критерий Манна — Уитни. Различия считали значимыми при p<0,05.

Результаты. Рентгенологические показатели степени эффективности хирургической коррекции деформации 1ЛС в обеих группах пациенток были сопоставимы в течение первого года после операции (табл. 2).

Результаты же комплексной оценки 1ЛС по шкале ACFAS выявили достоверные отличия эффективности лечения между группами пациенток (табл. 3).

Значимые отличия выявлены в динамике функционально-восстановительных процессов. Средняя продолжительность болевого синдрома у пациенток основной группы оказалась в 1,6 раза меньше по сравнению с контрольной группой. Выраженность боли по ВАШ в основной группе также была меньше на 3–4 балла. Продолжительность сохранения отека в области первого плюснефалангового сустава (1ПФС) у пациенток контрольной группы превышала аналогичный показатель основной группы в 2,2 раза. Частота возникновения и степень выраженности стойких ограничений амплитуды движений 1ПФС у пациенток контрольной группы оказались больши-

Таблица 4

Клинико-функциональные показатели через 12 месяцев после операции

Клинико-функциональные критерии эффективности лечения Группы пациенток Основная (n=50) Контрольная (n=47) Ограничение амплитуды движений первого плюснефалангового сустава 6 (12%) 8 (17,1%) Отёк в области первого плюснефалангового сустава Боль и ограничение активности: 2 (4%) 5 (10,6%) нет боли, нормальная активность 27 (54%) 20 (42,5%) легкая эпизодическая боль без ограничения активности 21 (42%) 19 (40,4%) выраженная боль и заметное ограничение активности 2 (4%) 4 (8,5%) значительная боль и значительное ограничение активности - 3 (6,4%) тяжелая боль, ограничивающая всякую активность Косметический вид: - 1 (2,2%) полностью удовлетворен 19 (38%) 12 (25,5%) в основном удовлетворен 25 (50%) 22 (46,8%) затрудняюсь оценить — нейтрально 3 (6%) 8 (17,1%) в основном не удовлетворен 3 (6%) 4 (8,5%) определенно не удовлетворен Функциональные возможности: - - возможность постоянно носить любую обувь 17 (34%) 11 (23,4%) возможность носить любую обувь в большинстве случаев 29 (58%) 30 (63,8%) возможность носить только прогулочную, спортивную или не модельную обувь 4 (8%) 5 (10,6%) возможность носить только специальную ортопедическую или индивидуальную обувь - 1 (2,2%) ми в сравнении с основной группой в 1,4 и 2,7 раза соответственно.

Для лучшего понимания отличий интегрального показателя шкалы ACFAS, представленных в табл. 3, приводим детализацию оценки клинико-функциональных показателей через 12 месяцев после операции (табл. 4).

Обсуждение. Биомеханические исследования условий фиксации костных фрагментов и нагрузки достаточно широко используются в травматологии и ортопедии [9]. Применительно к хирургии стопы подобные исследования не многочисленны [7, 8]. Работы, посвященные анализу клинических результатов применения биомеханического моделирования на этапе предоперационного планирования у пациентов с деформациями переднего отдела стопы, ранее не выполнялись.

Метод конечных элементов, реализованный в программной системе автоматизированного проектирования Solid Works (Dassault Systems, USA), позволил нам на основе данных компьютерной томографии определить количественные параметры напряженно-деформированного состояния системы «кость — винты» после выполнения остеотомии 1ПК. Использование этих параметров повлияло на выбор способа остеотомии и хирургической тактики лечения у 50 пациенток основной группы, что оказалось наиболее оправданным в случаях выраженной деформации, избыточной массы тела, уменьшения прочностных свойств костной ткани вследствие остеопороза. Такой подход позволил обоснованно уменьшить степень операционной травмы за счет применения укороченных вариантов scarf-остеотомии с фиксацией одним бикортикальным винтом у всех пациенток с 1-й степенью и 9 пациенток со 2-й степе- нью деформации первого луча стопы. У 7 пациенток основной группы с 3-й степенью деформации 1ЛС было принято решение о нецелесообразности одномоментной двусторонней операции и необходимости применения дополнительных средств опоры (костылей и ходунков) наряду со специальной обувью в послеоперационном периоде.

Отсутствие достоверных отличий в рентгенологической динамике у пациенток основной и контрольной групп показало, что использование стандартного (клинико-рентгенологического и геометрического) алгоритма предоперационного планирования позволяет добиться высокой эффективности устранения деформации 1ЛС.

В то же время детальная и комплексная оценка результатов лечения выявила существенные и достоверные отличия между группами пациенток. Более точная оценка условий фиксации и нагрузки у пациенток основной группы способствовала уменьшению периода болевого синдрома в 1,6 раза и сохранения отека области первого плюснефалангового сустава в 2,2 раза, уменьшению выраженность боли на 3–4 балла (по ВАШ), снижению частоты возникновения и степени выраженности стойких ограничений амплитуды движений 1ПФС в 1,4 и 2,7 раза соответственно.

Увеличение показателя удовлетворенности косметическим результатом у пациенток основной группы на 12,5% по сравнению с контрольной при сопоставимых рентгенологических критериях объясняется отмеченной выше динамикой уменьшения отека в области 1ПФС. Улучшение функциональных возможностей ношения обуви в основной группе на 2,6-9,4% обусловлено также лучшими показателями амплитуды движений 1ПФС.

Таким образом, достоверное улучшение клинико-функциональных показателей в периоде послеоперационного восстановительного лечения подтвердило эффективность применения биомеханического моделирования остеотомий 1ПК на этапе предоперационного планирования хирургической коррекции деформаций 1ЛС.

Заключение. Биомеханическое моделирование позволяет на этапе предоперационного планирования провести индивидуальную оценку стабильности системы «кость — винты», образующейся в результате выполнения остеотомии первой плюсневой кости с целью хирургической коррекции деформации первого луча стопы. Внедрение предложенного варианта системы поддержки принятия решений в клиническую практику позволит улучшить результаты лечения пациентов с деформациями первого луча стопы.