Patella alta как актуальный фактор риска нестабильности надколенно-бедренного сустава: вопросы этиологии, биомеханики, диагностики и лечения (обзор литературы)

THE DEPARTMENT OF TRAUMATOLOGY AND ORTHOPEDICS

Высокое стояние надколенника или patella alta – это патологическое состояние, при котором надколенник находится высоко над блоковой бороздой, и наблюдается удлинение собственной связки надколенника. [1]

В литературе это состояние часто упоминается в отношении остеоартрита коленного сустава, нестабильности или хондрома-ляции надколенника, пателлофеморальной боли, тендинопатии собственной связки надколенника с отложением депозитов кальция, а также развитии patella alta у подростков во время скачка роста. [2] По мнению Shabshin N. и соавторов, patella alta может являться нормальной анатомической вариацией и у многих пациентов остаётся бессимптомной. [3]

Patella alta является известным фактором риска нестабильности надколенника, приводящим к широкому спектру травм в спорте у физически активных лиц. [4,5]

В частности, рецидивирующая нестабильность надколенника при наличии patella alta является сложной проблемой, возникающей у лиц с незрелым скелетом и требующая внимания как со стороны диагностики, так и со стороны подходов к лечению. [6,7]

Также актуален вопрос о возможности возвращения спортсменов на прежний уровень активности в элитном спорте после хирургического лечения вывиха надколенника, который может произойти и при patella alta. [7]

Этиология и эпидемиология

Patella alta может быть наследственной или приобретённой проблемой опорно-двигательного аппарата, в том числе после спортивной травмы у детей. [4,8,9] Среди приобретенных причин в литературе выделяют развитие patella alta после вывиха надколенника, однако точно неизвестно является ли patella alta, действительно, причиной или осложнением вывиха. [9] Cреди других приобретенных причин выделяют травматическое на- рушение медиальной пателофеморальной связки. [10] Shannon и соавторы сообщают, что существует проблема, которая не позволяет определить patella alta как первичный или вторичный фактор риска развития вывиха надколенника. [11] К другим приобретенным причинам развития patella alta также относят перестройку опорно-двигательного аппарата в период скачка роста у детей. [8]

В литературе неврологической практики описывают наличие patella alta при детском церебральном параличе (ДЦП). По данным исследования Davids J. и cоавторов, patella alta установлена у 61% пациентов с диагнозом ДЦП, при этом реже встречалась с односторонним ДЦП (в 47% случаев) и с двусторонним ДЦП (в 74% случаев). [12]

Наиболее часто patella alta наблюдают при вывихе надколенника, как результат нестабильности надколенника. Сообщается, что patella alta присутствует у 50–60% пациентов с впервые выявленным вывихом надколенника и примерно у 30% пациентов с рецидивирующим вывихом надколенника. [6] По данным Neyret P. и соавторов, patella alta при нестабильности надколенника определяется у 48% пациентов при использовании индекса Катона-Дешама. [13]

В большинстве случаев patella alta является не единственным фактором риска нестабильности надколенника. Помимо patella alta, основными факторами, значимо способствующими развитию нестабильности надколенника, являются: дисплазия мыщелков бедренной кости и увеличение расстояния между бугристостью большеберцовой кости и блоковой бороздой. [14,15] Существуют и другие факторы нестабильности надколенно-бедренного сустава: недостаточность медиальной надколенно-бедренной связки, гипермобильность суставов, варусная деформация коленного сустава. В то же время связь этих анатомических факторов и их влияние на нестабильность надколенно-бедренного сустава чётко не определены. [15,16]

Биомеханические предпосылки нестабильности надколенно-бедренного сустава при patella alta

Стабильность надколенника в коленном суставе обеспечивается взаимодействием костных и мягкотканных структур. [17] Patella alta является одним из важных факторов риска нестабильности надколенника [6], увеличивая риск её возникновения от 1,6 до 10,6 раз. [18]

При patella alta чем более проксимально располагается надколенник, тем больше угол сгибания в коленном суставе, при котором происходит его вхождение в борозду блока бедренной кости, и меньше стабильность надколенника. [19] Более проксимальное расположение надколенника ведет к снижению биомеханических контактных сил между надколенником и блоком до 3% на каждый миллиметр увеличения высоты надколенника. [11] После 10–15° сгибания надколенник, попадая в борозду бедренной кости, получает дополнительно костное сопротивление вывиху при нормальной сформированной борозде. При patella alta этого не происходит до тех пор, пока колено не согнется до 20–30°, что ведет к риску непопадания надколенника в борозду и, как следствие, к вывиху. [17] Позднее вхождение в блоковую борозду, способствующее снижению сопротивления латеральному перемещению надколенника[6], и увеличенная длина сухожилия надколенника, приводящая к патологическому увеличению движения надколенника во фронтальной плоскости, способствуют возникновению латеральной нестабильности надколенника. [11,20]

Уменьшение площади контакта надколенника с суставной поверхностью бедренной кости, в свою очередь, ведет к повышению нагрузки на коленные суставы и увеличению предрасположенности к пателлофеморальной дисфункции с повреждением суставного хряща. [21] Отмечается, что риск развития остеоартрита у пациентов с patella alta выше в 6 раз, по сравнению с пациентами без данного фактора риска. [22]

Особенности диагностики Patella alta

Patella alta клинически связана с рецидивирующим вывихом надколенника и синдромом пателлофеморальной боли, чаще возникающих в молодом возрасте и, в большинстве случаев, представляющих результат спортивной травмы. [7,23] С другой стороны, patella alta также может быть нормальным анатомическим вариантом и не имеет клинических проявлений, если нет других факторов нестабильности. [23]

Patella alta может являться случайной находкой при визуали-зационных методах исследования или может быть диагностирована как сопутствующее нарушение опорно-двигательного аппарата при диагностике других патологий, например, таких как: вывих надколенника, тендинопатия собственной связки надколенника, разрыва передней крестообразной связки и болезни Осгуда-Шляттера. [3,6,13,24]

Для диагностики высоты надколенника используют многочисленные методы и определяют соответствующие соотношения. [25] Широко используемыми методами визуализации являются традиционная рентгенография, компьютерная томография (КТ)

и магнитно-резонансная томография (МРТ). Giovagnorio и соавторы предложили ультразвуковой метод исследования как хороший метод визуализации для измерения высоты надколенника, уменьшая необходимость в других методах визуализации. [26]

В литературе описаны пять индексов надколенно-бедренной нестабильности для оценки высоты надколенника: индекс Инсолла-Сальвати (ISI); Модифицированный индекс Инсолла-Сальвати (MISI); Индекс Катона-Дешама (CDI); Индекс Блэкберна-Пила (BPI); и трохлеарный индекс (PTI). (рисунок 1) [15,26] Эти методы либо связывают положение надколенника с бедренной костью (прямая оценка), либо связывают положение надколенника с большеберцовой костью (косвенная оценка). [25]

Рисунок 1. Методы измерения высоты надколенника

• a.    Индекс Инсолла-Сальвати: отношение длины сухожилия надколенника (измеряется от дистального полюса надколенника до бугристости большеберцовой кости) (А) к максимальной длине надколенника (измеряется от дистального полюса до проксимального полюса надколенника) (B)

• b.    Индекс Блэкберна-Пила: отношение высоты дистального полюса суставной поверхности надколенника над линией плато большеберцовой кости (А) к длине суставной поверхности надколенника (В)

• c.    Индекс Катона-Дешама: соотношение расстояния между передне-верхней точкой плато большеберцовой кости и дистальным полюсом суставной поверхности надколенника (А) к длине суставной поверхности надколенника (B)

• d.    Модифицированный индекс Инсолла-Сальвати: отношение расстояния между дистальным полюсом суставной поверхности надколенника и бугристостью большеберцовой кости (А) к длине суставной поверхности надколенника (В).

• е.    Трохлеарный индекс: процент перекрытия хряща блоковой поверхности бедренной кости (измеряется от самой верхней части хряща блоковой поверхности по отношению к нижней части суставного хряща надколенника с использованием прямого угла и параллельных линий) (А) и суставного хряща надколенника (B) Изображение копировано из статьи: Verhulst F. V. et al. Patellar height measurements: Insall–Salvati ratio is most reliable method // Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy. 2020. Vol. 28, № 3. P. 869–875.)

В литературе нет единого мнения относительно методов измерения и пороговых значений измерения высоты надколенника и определения patella alta, которые важны для подтверждения диагноза и принятия верной тактики лечения. [23] Для каждого индекса определены крайние значения, при которых можно говорить о наличии patella alta (Таблица 1). [23,25]

Таблица 1

Крайние значения индексов для определения Patella alta и нормы

Индекс	Нормальный надколенник	Patella alta
Инсолла-Сальвати	0,8-1,2	>1,2
Модифицированный Инсолла-Сальвати	Не определены	>2,0
Блэкберна-Пила	0,8-1,0	>1,0
Катона-Дешама	0,6-1,3	>1,3
Трохлеарный	12,5-50,0%	<12,5%

Индекс Инсолла-Сальвати, модифицированный индекс Инсолла-Сальвати, индекс Блэкберна-Пила, индекс Катона-Дешама изначально были разработаны для измерения высоты надколенника на рентгенограмме. Эти методы также можно применять к изображениям КТ или МРТ, и в этом случае могут использоваться другие нормальные значения. [26]

Если считается, что аномальная высота надколенника (высокая или низкая) является основной патологией надколеннобедренного сустава, вызывающей нестабильность или боль, то рекомендуется МРТ, особенно если консервативное лечение не было успешным, и можно рассмотреть возможность хирургического вмешательства. Кроме того, МРТ является безопасным методом вследствие отсутствия ионизирующего излучения и может активно применяться у подростков. [2] При этом в случае выявления patella alta при вывихе надколенника, согласно МРТ классификации по Frosch, этот вывих стоит отнести к 3b типу вывиха надколенника. [27]

Среди индексов при всех методах визуализации лучшую надежность показывают индекс Катона-Дешама и модифицированный индекс Инсолла–Сальвати. Также пателло-трох-леарный индекс показывает хорошую надежность при МРТ. [26] При этом показатель индекса Катона-Дешама от 1,2 до 1,3 свидетельствуют о легкой patella alta, а при индексе 1,3–1,4 — о тяжелой. [19]

При стандартной рентгенографии среди наиболее применяемых индексов для оценки высоты надколенника самым надёжным оказался индекс Инсолла-Сальвати. Однако несмотря на то, что он показал второй лучший показатель надежности, авторы рекомендуют использовать модифицированный индекс Инсолла-Сальвати, поскольку, согласно данным литературы, он имеет более высокую достоверность. [25]

У детей индекс Инсолла-Сальвати ненадежен и значительно превышает определение диагноза patella alta. Более надежным рентгенологическим методом определения у пациентов с неокостеневшим скелетом является индекс Катона-Дешама, при котором определяется сильная корреляция взаимосвязи количественной оценки patella alta с возрастом пациентов. [6,16]

Невозможно с точностью утверждать, какой метод более достоверно описывает истинную высоту надколенника. Определяется тенденция, что некоторые индексы более склонны к определению нормальной высоты надколенника, patella alta или patella baja. Основываясь на результатах исследований, нельзя достоверно интерпретировать эти данные, и требуется дополнительная информация для сравнения здоровых, нездоровых и прооперированных коленей. [9]

Кроме того, Niziс и соавторы предлагают новый метод диагностики patella alta, который является простым, точным и воспроизводимым. Также они утверждают, что измерение высоты надколенника с использованием бедренной контрольной точки лучше, чем метод, основанный на использовании измерения точек большеберцовой кости, при подозрении на patella alta. [26]

В боковой проекции рентгенограммы коленного сустава длинная ось наложенных яйцеобразных мыщелков бедренной кости была нарисована и перемещена вверх, чтобы пройти через точку, где встречаются задние контуры диафиза бедренной кости и мыщелки бедренной кости (задняя контрольная точка), чтобы стать новой контрольной линией (рис. 2 и 3). Любая часть надколенника, пересекающая эту новую линию, свидетельствует о patella alta. По данным авторов, новая референтная линия и наиболее распространенные соотношения высоты надколенника одинаково точны. [28]

Рисунок 2. Новая контрольная линия в диагностике patella alta на цифровых боковых рентгенограммах колена.

а. Наложенные тени мыщелков бедренной кости имеют короткую ось (SA) и длинную ось (LA).

b. В боковой проекции рентгенограммы коленного сустава наложенные тени мыщелков бедренной кости имеют вид яйцевидной структуры с длинной осью (LA). Точка пересечения задних контуров диафиза бедренной кости (F) и мыщелков бедренной кости является задней контрольной точкой (PRP).

с. Последовательно была проведена длинная ось (LA) наложенных мыщелков бедренной кости и перемещена вверх (стрелки), чтобы пройти через заднюю контрольную точку (PRP) и стать новой контрольной линией (RL).

d. Нормально расположенный надколенник не пересекает новую контрольную линию (RL).

e. Надколенник при patella alta, пересек новую контрольную линию (RL). (Изображение копировано из статьи: Nizić D., Pervan M., Kovačević B. A new reference line in diagnosing a high-riding patella on routine digital lateral radiographs of the knee // Skeletal Radiol. 2014. Vol. 43, № 8. P. 1129–1137.)

Рисунок 3. Новая контрольная линия в диагностике patella alta на цифровой боковой рентгенограмме колена.

a. Нормальное положение надколенника b. Patella alta. L левое колено, LA длинная ось наложенных яйцевидных теней мыщелков бедренной кости, PRP задняя контрольная точка, где встречаются задние контуры диафиза бедренной кости и мыщелки бедренной кости, R правое колено, RL новая контрольная линия (Изображение копировано из статьи: Nizić D., Pervan M., Kovačević B. A new reference line in diagnosing a high-riding patella on routine digital lateral radiographs of the knee // Skeletal Radiol. 2014. Vol. 43, № 8. P. 1129–1137.)

Лечебная тактика и возвращение в спорт при наличии Patella alta

Лечение Patella alta чаще начинают при развитии острых вывихов надколенника. Консервативное лечение является методом выбора начального лечения впервые возникших острых вывихов надколенника при отсутствии костно-хрящевых повреждений с целью уменьшения боли, отека, ранней двигательной активности в коленном суставе. Комплексное лечение нестабильности надколенника составляют: физиотерапия в виде криотерапии и электростимуляции с упражнениями на четырехглавую мышцу бедра, модификация физической активности, силовые тренировки и ношение шины или ортеза, стабилизирующие надколенник. Нет единого мнения насчет иммобилизации: c одной стороны есть рекомендации по стабилизации надколенника на срок до 3 недель и раннюю активизацию, с другой – длительный период иммобилизации более 4 недель с целью заживления поврежденных структур медиальной пателлофеморальной связки (Medial Patellofemoral Ligament, MPFL). Коленный ортез можно зафиксировать либо в разогнутом положении, либо в положении 20° градусов сгибания, так как это положение создает наименьшую нагрузку на травмированную MPFL. Иммобилизация позволяет контролировать боль и начать заживление тканей после острого эпизода. В это время разрешается использовать костыли для снижения нагрузки. [7,16,29,30]

После третьей недели иммобилизации рекомендуются ранние активные движения и укрепление медиальной широкой мышцы бедра (m. vastus medialis) или всей четырехглавой мышцы бедра (m. quadriceps femoris). Также рекомендуется достижение динамической стабильности в ягодичных мышцах, мышцах задней поверхности бедра, трехглавой мышце голени. При сохранении боли, выпота в коленном суставе, нестабильности или невозможности возвращения к занятию спортом от 6 недель до 3 месяцев, необходимо рассмотреть тактику оперативного лечения. [30,31] Применяя протокол консервативного лечения, стоит помнить, что частота повторных подвывихов и вывихов может достигать 49–85%. [32,33]

Раньше хирургическое лечение проводилось при показателе индекса Катона-Дешама более 1,2, в настоящее время некоторые авторы предлагают проведение коррекции patella alta при показателе индекса Катона-Дешама более 1,4 или 1,3. [19]

Существуют и другие показания для проведения хирургического лечения patella alta. В связи с тем, что patella alta, блоковая дисплазия высокой степени и возраст < 21 года являются независимыми факторами риска развития нестабильности надколенника с суммирующим эффектом, то при наличии 2 и более факторов возможно проведение хирургического лечения. [34]

В случае отсутствия эффекта от консервативного лечения при острых вывихах рекомендуется проведение восстановления MPFL. [31] Предполагается, что реконструкция MPFL, помимо восстановления медиальных динамических стабилизаторов, уменьшает высоту надколенника за счёт дополнительного нижнего векторного угла. Восстановление MPFL может рассматриваться как метод первой линии терапии при рецидивирующих вывихах надколенника. Также предлагается проведение комбинированной реконструкции MPFL и медиальной надколенно-большеберцовой связки (Medial Patellotibial Ligament, MPTL), которая связана с уменьшением высоты надколенника при его нестабильности. [11]

У пациентов с тяжелой формой patella alta, такой как: Като-на-Дешам ≥ 1,3, боковое смещение (Tibial tuberosity to trochlear groove distance, TT-TG) ≥ 20 мм или дисплазией мыщелков бедренной кости высокой степени, - необходимо рассматривать не только проведение реконструкции MPFL (или комбинированную реконструкцию MPFL и MPTL), но и остеотомию бугорка большеберцовой кости. [11]

При отсутствии эффективности реконструкции MPFL при patella alta показана дистализация бугристости большеберцовой кости. [7] Однако дистализация бугристости большеберцовой кости не может быть рекомендована у лиц с незрелым скелетом из-за риска остановки роста большеберцовой кости. [6]

Также предлагаются новые методики лечения нестабильности надколенно-бедренного сустава при patella alta, такие как имбрикация сухожилия надколенника. Этот метод позволяет надежно корректировать patella alta и обеспечивает стабильность надколенника без осложнений в течении 2 лет после остеотомии. Преимуществом данного метода является возможность проведения операции у пациентов с незрелым скелетом. [35,36] Хирургическое лечение patella alta, независимо от выполняемых вспомогательных процедур, приводит к улучшению стабильности надколенника и бедренной кости. [31]

Говоря про возвращение к участию в соревнованиях после лечения нестабильности надколенника (Return to play, RTP), стоит руководствоваться достижением следующих критериев: полное клинико-рентгенологическое выздоровление, индекс симметрии конечностей более 85% при прыжковых тестах, психологическая готовность к спорту, полная или почти полная амплитуда движений, адекватная производительность во время спортивных упражнений и адекватный контроль во время динамических движений. [37]

Platt BN. и соавторы сообщают о среднем времени возвращения в спорт (RTS) после реконструкции MPFL и указывают широкий диапазон (3 - 12 месяцев), который может быть связан с разными протоколами послеоперационной реабилитации. [38] В нескольких исследованиях сообщалось о RTS после реконструкции MPFL. Ronga и соавторы обнаружили, что только 9 из 28 (33%) пациентов смогли возобновить соревновательный уровень до травмы, в том числе 3 (10%) — на более высоком уровне, остальные 16 пациентов (57%) опустились на более низкий уровень. [39]

Заключение

Таким образом, результаты проведённого нами обзора показывают, что patella alta является значимым предрасполагающим фактором риска развития нестабильности надколенника, которая может привести к таким травмам и заболеваниям как: вывих надколенника, хондромаляция и остеоартрит. Patella alta может быть случайной находкой при инструментальных методах диагностики. Применение индекса Катона-Дешама у пациентов с высоким стоянием надколенника в дальнейших научных исследованиях позволит стратифицировать риск развития нестабильности надколенника в зависимости от степени patella alta. Особенно важно учитывать этот фактор у юных спортсменов, так как нестабильность и последующий вывих надколенника может стать угрозой на пути к спортивному совершенствованию.

Стратификация риска у таких пациентов в российской литературе недостаточно изучена по сравнению с зарубежными научными источниками, требуются дополнительные исследования по определению вероятности травматических событий и критериев продолжения спортивной карьеры у юных спортсменов с диагностированной patella alta без сопутствующего вывиха надколенника, а также исследования о методах первичной профилактики для предотвращения травматизма в виде наиболее частой проблемы - травматического вывиха надколенника, при котором patella alta присутствует у 50-60% пациентов с впервые выявленным вывихом и примерно у 30% пациентов с рецидивирующим вывихом.

Современные рекомендации у пациентов с patella alta при впервые диагностированном вывихе надколенника основываются на консервативной тактике лечения в течении первых 6 недель и до 3 месяцев. В случае неудовлетворительных результатов и развития рецидивирующего вывиха рекомендуется оперативное лечение.