Рентгенологические формы первого предплюсне-плюсневого сустава и взаимосвязь с развитием hallux valgus

Hallux valgus (HV) - наиболее распространенная деформация переднего отдела стопы, на долю которого приходится 2335% [1]. При этом, в литературе описано большое количество вероятных причин развития. Все причины, условно, можно разделить на две большие группы: а) модифицируемые, к которым можно отнести ношение узкой обуви, прием гормональных препаратов и т.п., а также б) немодифицируемые, такие как, генетическая предрасположенность, анатомическая вариабельность строения, сопутствующие системные заболевания [6].

Однозначно, что патогенез развития HV сложный и многокомпонентный. В развитии данной деформации ключевую роль играет первый предплюсне-плюсневый (1ППС) или, другой вариант его названия первый плюсне-клиновидный сустав и первый плюсне-фаланговый суставы (ПФС1). Это способствовало тому, что в различные периоды, смещался акцент изучения между данными суставами. Первые значимые исследования 1ППС были выполнены еще в 1935 году DJ Morton [2, 11], который и ввел в клиническую практику термин «гипермобильность» первого луча, в состав которого входят первая плюсневая и медиальная клиновидная кости. Однако, до сих пор остается много вопросов по поводу анатомо-физиологических особенностей 1ППС сустава, влияющих на биомеханику стопы и способствующих развитию деформаций.

Особенностью сустава является то, что он должен быть достаточно мобильным, чтобы смягчать ударную силу при физических нагрузках и, при этом, быть стабильным, для поддержания сводов стопы. Но, возникает проблема оценки истинного объема движений в суставе. Так, гипермобильность 1ППС изучается на протяжении длительного времени. Выполнялись многочисленные исследования, как на трупных материалах, так и in vivo, направленные на изучение физиологического объема движений в данном суставе, для понимания его биомеханической значимости [14]. В 1977 году, Root ML в своем исследовании предположил, что нормальным объемом движений является смещение головки первой плюсневой кости в сагитальной плоскости на 5 мм выше и ниже плоскости малых лучей. По результатам, был создан классический клинический тест, по оценки объема движений, при котором исследователь одной рукой фиксирует средний отдел стопы, а второй рукой оценивает объем движений первой плюсневой кости [12]. Позже, было создано специальное устройство, для оценки объема движений в суставе, которое получило широкое распространение, за счет своего удобства.

Другим ключевым фактором является особенности анатомического строения сустава, которые также способствуют развитию деформаций. Так, имеется вариабельность строения суставной поверхности медиальной клиновидной кости, участвующей в образовании 1ППС. На данный момент, выделяют три варианта строения фасеточной структуры: 1) однофасеточную, 2) двухфасеточная и 3) трехфасеточную, что обуславливает предрасположенность к гипермобильности первой плюсневой кости [13].

Рис. 1: Измерение угла вальгусного отклонения первого пальца и метатарзального угла Fig 1: HVA and IMA measurement

Рутинным методом диагностики деформаций переднего отдела стопы является выполнение рентгенограмм в прямой и боковой проекциях. При этом, для определения степени деформации, производится оценка классических углов: угол вальгусного отклонения первого пальца (HVA), межплюсневый угол (IMA). Данные углы прочно вошли в клиническую практику и широко используются для оценки степени HV. Угол HVA образован осями первой плюсневой кости и проксимальной фаланги первого пальца, в норме составляет от 8 до 16°. Угол IMA – образован осями первой и второй плюсневой кости, в норме составляет 5-8°[4,9]. Помимо этого, оценивается положение сесамовидного гамака и степень его смещения. Перечисленные показатели не учитывают особенности строения 1ППС. По отношению к 1ППС можно выделить угол инклинации первой плюсневой кости: соотношение анатомической оси первой плюсневой кости по отношению к клиновидной кости, являющийся истинным углом варусной деформации первой плюсневой кости. И практически не выполняется оценка формы суставной поверхности клиновидной кости, которая, на наш взгляд, имеет важное значение в определение рисков рецидивов деформаци и предоперационном планировании.

Более детальное его изучение, позволяет лучше понимать биомеханику сустава. По данным многих литературных источников, нестабильность 1ППС является ключевым фактором риска развития рецидивов деформаций (после оперативного лечения вальгусной деформации 1 пальца стопы). А, учитывая, что частота рецидивов в долгосрочной перспективе составляет до 75%, это обуславливает актуальность данного исследования, в плане прогнозирования рисков рецидивов и выбора определенной тактики лечения [5,7,8].

Цель работы – определить основные рентгенологические формы строения 1ППС у пациентов с наличием деформации переднего отдела стоп и оценить степень корреляционной связи между различными вариантами строения и степенью hallux valgus, а также со степенью гипермобильности.

Материал и методы:

В настоящем исследовании были использованы рентгенологические, клинические, статистические методы исследования.

В качестве материалов для исследования были использованы рентгенограммы переднего отдела стоп пациентов с 2015 по 2018 годы (n=179) с наличием hallux valgus (HV). Возраст пациентов составлял от 21 года до 75 лет (Ме 47,4±3,2 ). Половой состав следующий: мужчин 21 пациент, женщин 158.

Критерии включения пациентов в исследование: вальгусное отклонение первого пальца в сочетании или без деформаций малых пальцев.

Критериями для исключения служили: наличие ряда соматических патологий (сахарный диабет, ревматологические заболевания; коллагенозы; генетические заболевания, ведущие к расстройствам развития опорно-двигательного аппарата), ранее выполненные реконструктивные операции на переднем отделе стопы, неврологические заболевания, приводящие к нарушению функциональности опорно-двигательного аппарата.

Всем пациентам выполнялась рентгенография переднего отдела стоп, под нагрузкой. Рентгенография выполнялась в условиях одного отделения лучевой диагностики, оценивалось двумя врачами травматологами-ортопедами. Выполнялась оценка углов HVA и IMA для определения степени HV. Пациенты были разделены на три группы в соответствии с рентгенологическими формами суставных поверхностей 1ППС: 1) прямая; 2) сферическая и 3) косая (Рис 1.). Учитывая близость характера прямой и косой вариантов строения фасетки, было предложено использованием следующего критерия разделения: косая форма устанавливалась при соотношении суставной поверхности клиновидной кости по отношению к ее оси более 30° (показатель сuneiform proximal set articular angle - cPASA).

Оценка гипермобильности выполнялась классической методикой, предложенной Root M.L. При этом выполнялась оценка суммарного объема движений первой плюсневой кости в саги-тальной плоскости.

Следующим этапом в программе Microsoft Excel была составлена таблица, состоящая из 179 наблюдений, с указанием соответствующих полученных результатов (HVA, IMA, cPASA и рентгенологической формой суставной поверхности) для каждого наблюдения. Для анализа статистической взаимосвязи между рентгенологической формой суставной поверхности и количественными показателями был выбран однофакторный дисперсионный анализ. Было установлено, что полученная выборка не соответствует критериям нормального распределения, в связи с чем для однофакторного дисперсионного анализа был выбран критерий Краскела-Уоллиса. Была принята нулевая гипотеза о равности медиан, как минимум в двух группах. Был произведен расчет критерия Краскела-Уоллиса тремя способами: 2 расчета производились на онлайн платформах, 1 расчет был произведен вручную. Следующим этапом были проведены апостериорные тесты с использованием критерия Манна-Уитни.

Рис. 2: Рентгенологические формы первого предплюсне-плюсневого сустава стопы: 1) прямой; 2) сферический; 3) косой.

Fig 2: x-ray types of first tarsometatarsal joint: 1) straight; 2) spherical; 3) oblique.

Результаты:

Группы были разделены следующим образом: в I группе (прямая рентгенологическая форма сустава) включены 37 пациентов, во II-группе (сферическая рентгенологическая форма сустава) 49 пациентов и в III группе - 93 пациента (косая рентгенологическая форма сустава).

При сравнении групп по измеренным IMA было получено значение H-критерия равное 61,26, при сравнении групп по измеренным Cpasa величина H-критерия составила 140,33. Проводился анализ уровня значимости различий с учетом поправки Бонферони, в связи с чем было принят уровень значимости p<0.01. Нулевая гипотеза была отклонена при проверке каждым из способов при p<0.01. Таким образом, был сделан вывод о наличии различий между показателями в зависимости от принадлежности пациента к группе (от рентгенологической формы суставной поверхности).

В результате апостериорных тестов были получены следующие данные: среднее значение IMA пациентов группы с прямой рентгенологической формой сустава (Me=14) ниже, чем в группе с косой рентгенологической формой сустава (Me=16), U=674,5, Z=5,4, p-value < 0.00001; среднее значение IMA пациентов группы со сферической рентгенологической формой сустава (Me=11) ниже, чем в группе с косой рентгенологической формой сустава (Me=16), U=655,5, Z=6,96, p-value < 0.00001; среднее значение cPASA пациентов группы с прямой рентгенологической формой сустава (Me=10) ниже, чем в группе с косой рентгенологической формой сустава (Me=34), Z=8,874, p-value < 0.00001; среднее значение cPASA пациентов группы со сферической рентгенологической формой сустава (Me=16) ниже, чем в группе с косой рент- генологической формой сустава (Me=34), U=93, Z=9,37, p-value < 0.00001.

Медиана рентгенологических показателей(HVA и IMA) в исследуемых группах составила: в I-й группе составила 16,5°±2,2° и 11,1°±0,5°; во II-й группе 34°±5,7° и 14±1,5°; в III-й группе 48°±3,2° и 19,1°±2,3° соответственно.

Разделение по формам суставной поверхности имело следующее распределение по исследуемым группам: в I группе сферическая форма в 68,4% (n=26) случаев, прямая в 18,4% (n=7), косая в 13,2% (n=5); во II группе в 51,6% (n=49) имелась косая форма, сферическая форма в 26,3% (n=25), прямая форма в 22,1% (n=21) случаев; в III группе косая в 84,8% (n=39), прямая в 8,7%(n=4), сферическая в 6,5% (n=3) случаев.

Медиана гипермобильности 1ППС имела следующее распределение в исследуемых группах: в I группе объем движений в сагитальной плоскости равнялся 4.7 мм; во II-й группе 5.2 мм; в III группе 7.2 мм. Однако, дополнительно, в ходе исследования было решено выполнить оценку гипермобильности в соответствии с различными рентгенологическими формами 1ППС. Были получены следующие результаты: у пациентов с косой формой (n=93) медиана гипермобильности составляла 7.9 мм, у пациентов с прямой формой (n=32) медиана гипермобильности составляла 5,4 мм; у пациентов с cферической формой (n=54) медиана гипермобильности составляла 4,4 мм.

По результатам статистического исследования была определена взаимосвязь между косой рентгенологической формой 1ППС (r=7,4) и выраженностью HV, а также наличием гипермобильности.

Обсуждение:

В ходе исследования было выявлено, что рентгенологические формы 1ППС имеют корреляционную связь со степенью выраженности HV. В I-й группе пациентов с минимальными проявлениями HV, преимущественно выделялись прямая и сферические формы 1ППС, в то время, как в III группе, в основном, имелась косая и прямая формы 1ППС. Помимо прочего, стоит отметить, что у пациентов с наличием косой формы 1 ППС наиболее часто встречалась гипермобильность первой плюсневой кости.

Оценка рентгенологической формы сустава выполнялась для возможности последующей оценки взаимосвязи с анатомическим строением и выраженностью гипермобильности первого луча. Говоря об анатомическом строении, стоит упомянуть исследование по результатам которого было выявлено, что имеется три варианта строения фасеточной структуры: однофасеточная, двух- и трехфасеточные [3]. При этом у пациентов со значительной деформацией переднего отдела стопы при HV III степени имелась однофасечтоная клиновидная кость. На данный момент, мы можем лишь предполагать, что косой рентгенологической форме, соответствует однофасеточная клиновидная кость. Однофасеточная клиновидная кость, в силу простоты своего строения и, возможно, большего объема движений за счет прохождении суставной щели в одной плоскости, наиболее склонна к развитию гипермобильности. Однако, это требует проведение дополнительных секционных исследований, которые запланированы в будущем.

В поддержании стабильности играют важную роль подошвенная фасция, длинные сгибатель и разгибатель первого пальца, сухожилие длинной малоберцовой мышцы [10]. Можно выделить два вида нестабильности: сагитальную и фронтальную. Для оценки сагитальный нестабильности был впервые введен и описан клинический тест, предложенный Root L.M.. С течением времени, был создан аппарат Glasoe[15], позволявший измерить объем движений в 1ППС. Но, по-прежнему, остается вопрос изолированности движений в 1ППС при различных кинематических тестах, проводимых in vivo. Более того, данные клинические тесты не позволяют оценить фронтальную нестабильность, а также угол ротации первой плюсневой кости, который является обязательным компонентом HV. Более того, по данным рентгенологического исследования, проводимого в боковой проекции при нагрузках, возможно также выполнить оценку наличия или отсутствия нестабильности первой плюсневой кости. При повреждении подошвенной связки 1ППС, которая по ряду исследований, является ключевым стабилизатором в сагитальной плоскости, возникает смещение проксимального отдела первой плюсневой кости по отношению к клиновидной кости. Однако, ряд авторов [15] предполагают, что сагитальная нестабильность является результатом, а не причиной развития hallux valgus и лишь аксиальная нестабильность является предрасполагающим фактором.

Таким образом, наличие корреляционной связи между рентгенологическими формами сустава и клинической нестабильностью позволяет лучше оценить биомеханические особенности и спрогнозировать результат выбранной методики оперативного лечения. Вариативность строения фасеточной структуры, чья корреляционная связь с рентгенологическими формами будет определена в будущем, позволит улучшить предоперационное планирование при выполнении артродезирования 1ППС. Сложность в том, что клиновидная кость с косой рентгенологической формой отличается большим углом инклинации суставной поверхности по отношению к оси клиновидной кости, что при выполнении классического артродеза, неизбежно будет вести к значительному укорочению первой плюсневой кости и требовать выполнения реконструктивных вмешательств на малых лучах. Помимо этого, стоит оценить перспективность выполнения открытоугольных остеотомий клиновидной кости в подобных ситуациях и насколько это влияет на функционирование межклиновидных и ладьевидно-клиновидных суставов.

Определение в дальнейшем корреляционной связи между рентгенологической формой сустава, а также анатомо-функциональными особенностями позволит прогнозировать вероятность развития рецидива деформации, оптимизировать выбор хирургической тактики лечения пациентов с деформацией переднего отдела стопы

Мурсалов А.К., Дзюба А.М., Шайкевич А.В., Рентгенологические формы первого предплсюне-плюсневого сустава и взаимосвязь с развитием hallux valgus// Кафедра травматологии и ортопедии. 2019.№4(38). 13с.- [Mursalov A.K., Dzyuba A.M., SHAYKEVICH A.V., X-ray types of first tarsometatarsal joint and its association with hallux valgus// Department of Traumatology and Orthopedics. 2019.№4(38). 13 p.-]

Финансирование: исследование не имело спонсорской поддержки

Funding: the study had no sponsorship