Биомедицинская инженерия и биомеханика. Курс лекций. Учебное пособие

1)антропоморфометрия;

2)фотограмметрия;

3)рентгеноморфометрия (кинематический анализ). 2. Кинезиологические (функциональные состояния):

1)оптические;

2)потенциометрия;

3)электроподография;

4)тензометрия;

5)ихнография.

3. Электрофизиологические методы.

Несмотря на все преимущества количественных методов оценки состояния опорно-двигательного аппарата, их использование должно предваряться клиническим обследованием пациента.

4.1. ВИЗУАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ОРТОПЕДИЧЕСКОГО СТАТУСА

Преждечемприступитькбиомеханическомуобследованиюопорнодвигательного аппарата, необходимы четкие знания анатомического строенияифункцийнормальногочеловека, атакже его возрастных особенностей.

Проводитьисследованиенужновстрогомсоответствиисметодикой обследования, что позволит выявить локальные изменения, совокупностькоторых обеспечивает правильностьоценкитойилиинойпатологической ситуации. Методика обследования является тем же, чем служитазбукадляобучающегосяграмоте, ипоэтомудолжнабытьпростой, доступной, а главное – единой.

Иногда при первичном обследовании пациента не удается получить полнойияснойкартинызаболеваниядляустановлениядиагноза. Вэтих случаях значительную помощь может оказать динамическое наблюдение за пациентом.

Осмотр – качественную оценку нарушений желательно проводить при естественном дневном освещении. Если дневного света недостаточно, то искусственное освещение должно быть направлено сверху и сзади. Врач располагается между источником света и пациентом, но так, чтобы его тень не падала на пациента. Туловище пациента должно быть расположено на уровне глаз врача. Маленьких детей при осмотре следует поставить на возвышение достаточной высоты.

32

Для получения правильных представлений о состоянии опорно-дви- гательного аппарата пациент должен быть полностью обнажен. Длинные волосы необходимо поднять кверху и закрепить их заколками или подвязать косынкой.

Исследуемый должен занимать естественную для него позу, без напряжения. Под термином «поза» понимают характер взаимного расположения частей тела человека. Стопы располагаются параллельно, но несоприкасаютсясвоимивнутреннимикраями. Необходимоисключить всякие прикосновения, которые заставили бы человека изменить его позу. Осмотр пациента проводится в положении стоя, сидя, лежа и при движениях туловища, а также спереди, сзади, сбоку и сверху.

Исследование в значительной степени облегчается после маркировки ряда опознавательных точек специальным карандашом или фломастером, следы от которых в последующем легко удаляются с помощью ватного тампона, смоченного спиртом.

Наиболее часто используемыми опознавательными точками являются следующие: затылочный бугор, верхушки остистых отростков всех позвонков, нижний угол лопаток и верхняя ость лопаток, акромиальный отросток лопатки, яремная вырезка грудины, мечевидный отросток грудины, гребни подвздошных костей, передне-верхние и заднееверхние ости таза, верхушка большого вертела, суставная щель коленного сустава, наружная и внутренняя лодыжки, пяточный бугор, головка I и V плюсневых костей, надмыщелки плечевой кости, шиловидные отростки локтевой и лучевой кости, кончики пальцев. Локализация той или иной точки определяется пальпацией.

Остистый отросток позвонка С7 – первый, наиболее выступающий остистый отросток, определяемый пальпаторно при продвижении по задней поверхности шеи в направлении сверху вниз.

Остистый отросток позвонка Th3 расположен на уровне нижнего края лопаточной ости (spina scapulae).

Остистый отросток позвонка Th7 соответствует уровню нижнего угла лопатки при условии ее правильного положения.

Линия, проведенная через верхние края гребней подвздошных костей (cristae iliacae), проходит через остистый отросток позвонка L4.

Позвонок S1 лежит на уровне задненижних остей подвздошных ко-

стей (spina iliacae dorsalis inferior).

Уровеньпозвонкаврядеслучаевможноопределитьпоребру, которое подходит к нему. Для этого пальпаторно определяют вырезку рукоятки

33

грудины и, скользя пальцем вниз по грудине, определяют поперечно расположенный на ней гребень – угол грудины (angulus sterni). Продвигая палец влево или вправо, пальпируют второе ребро. Отсюда ведется дальнейший отсчет ребер. Нижние ребра легче отсчитывать от 12-го ребра, но у тучных людей оно плохо определяется. В этих случаях легче определить 10-е ребро, которое участвует последним в формировании реберной дуги.

Осмотр должен включать в себя наблюдение за позой, движениями

ипоходкой больного. Значимую информацию можно получить, наблюдая за тем, как больной раздевается, встает со стула или ложится.

Оценивается состояние мышечной системы с целью выявления гипотрофии мышц. На коже следует отмечать наличие рубцов, узелков, эксхимозов, ссадин, кровоподтеков, пигментных пятен, очагов оволосения, участков пигментации.

При осмотре пациента спереди и сзади оценивают расположение надплечий, углов лопаток, остей таза, молочных желез и их сосков, треугольники талии, симметричность половин туловища, пропорциональность туловища, мышечный рельеф туловища и конечностей, участие грудной клетки в акте дыхания. Обращают внимание на асимметрию лица, положение головы, контуры шеи, форму грудной клетки, контурирование мышечных групп спины, количество, уровень расположения

иглубину кожных складок, положение конечностей, пропорциональность частей тела.

Для выявления деформации позвоночника во фронтальной плоскости оценивают симметричность треугольников талии, которые образованы боковой поверхностью туловища, гребнем подвздошной кости

ивнутренней поверхностью свободно свисающей руки. В норме надплечья, углы лопаток, молочные железы и их соски, ости таза, треугольники талии расположены симметрично.

Наиболее отчетливо деформация позвоночника выявляется в положении сгибания позвоночника. Пациенту предлагают медленно наклонить голову вперед, затем согнуться в грудном и поясничном отделах позвоночника и постараться достать пол кончиками пальцев. При этом не должно происходить сгибания в коленных суставах. Этот прием позволяет установить вершину деформации позвоночника и асимметрию половин туловища.

Для выявления деформации позвоночника у новорожденного его удерживают за ручки и отклоняют попеременно вправо и влево.

34

В норме степень изгибания позвоночника в обе стороны должна быть одинаковой.

Осмотр туловища пациента сбоку позволяет оценить форму позвоночника, которая определяется наличием его физиологических изгибов в сагиттальной плоскости: шейного и поясничного лордоза, грудного и пояснично-крестцовогокифоза. Втечениежизнионипретерпеваютзначительные возрастные изменения. Так, у новорожденных и у детей первых месяцев жизни позвоночник имеет форму равномерного кифоза. К первому году жизни позвоночник выпрямляется настолько, что приближается к прямой линии. Такая форма позвоночника с едва заметным грудным кифозом и поясничным лордозом сохраняется до семилетнего возраста. Вдальнейшемфизиологическиеизгибыпозвоночникавсагиттальной плоскости усиливаются и окончательно формируются к периоду полового созревания. Помимо этого форма спины зависит и от степени напряжения ее длинных мышц.

Для характеристики формы позвоночника используют термин «осанка» – форма спины, которая возникает при естественном удержании самим человеком туловища в вертикальном положении без особого мышечного усилия. При нормальной осанке человек, поставленный спиной к стене, касается ее одновременно и лопатками, и затылком.

Деформация позвоночника вокруг вертикальной оси выявляется сравнением положения плечевого пояса по отношению к тазу. Она хорошо заметна при осмотре сверху пациента, находящегося в положении сидя. В норме надплечья, как и поперечник таза, располагаются во фронтальной плоскости. При наличии скручивания позвоночника надплечья отклоняются от фронтальной плоскости таза.

4.2.СОМАТОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

4.2.1.АНТРОПОМЕТРИЯ

Вкомплекс биомеханического исследования человека необходимо включать методики измерения различных параметров: рост стоя и сидя, вес, длину и ось конечностей, а также амплитуду движений в суставах

ипозвоночнике, угол наклона таза, угол перекоса надплечий, расстояние от яремной вырезки до передне-верхней ости с каждой стороны,

35

высоту треугольника талии, высоту реберного горба и др. В табл. 2 представленыопознавательныеточкидляопределениявидаивеличины укорочения конечностей.

Длявыявлениявидаукорочениянеобходимоизмеритьвсевидыукорочения и сравнить измерения правой и левой конечности. Полученные результаты целесообразно представить в виде таблиц. Проведение этих измерений, к сожалению, порой игнорируется врачами из-за кропотливости и трудоемкости их проведения, а порой и из-за незнания самих методик.

36

Определение положения оси конечности

Ось нижней конечности проводят от передне-верхней ости таза к первому межпальцевому промежутку. В норме она проходит через середину или наружный край надколенника.

Ось верхней конечности проводят от головки плечевой кости к шиловидному отростку локтевой кости. В норме она проходит через середину или наружный край локтевой ямки. Для количественной оценки оси конечности необходимо с помощью угломера определить угол, образованный смежными сегментами. В норме для мужчин он составляет

180 , а для женщин и детей 170–180 .

Более медиальное прохождение оси (угол меньше нормы) определяется термином varus, а более латеральное прохождение оси (угол больше нормы) определяется термином valgus.

Нормальная ось бедра не является вертикальной, она отклонена от вертикали на 7–8°. Продольная ось стопы человека в норме отклонена отсагиттальнойплоскостивсреднемна15–18°, новарьируетвбольших пределах.

Измерение длины окружности сегментов конечностей

Длина окружности каждого сегмента верхней и нижней конечности определяется с помощью сантиметровой ленты на трех уровнях: в верхней, среднейинижнейтрети. Измерениепроводитсяобязательновсравнении с противоположной конечностью на симметричном участке, т. е. на одинаковом расстоянии от определенного костного ориентира.

Измерение подвижности в суставах конечностей

При патологии опорно-двигательного аппарата в медицине используются термины контрактура и анкилоз. Контракту́ра – это ограничение движений в суставе, т. е. такое состояние, при котором в суставе конечностинеможетбытьполностьюреализованафизиологическаяамплитуда того или иного вида движения. Причины возникновения контрактурывесьмаразнообразны: отрубцовыхизмененийкожиисухожилий до заболеваний центральной и периферической нервной системы. Контрактуры принято делить на две основные группы:

1)пассивные – обусловленные структурными изменениями опорнодвигательного аппарата;

2)активные – обусловленные изменениями в нервной системе.

В зависимости от вида ограниченного движения различают сгибательную, разгибательную, отводящую, приводящую, супинационную

37

и пронационную контрактуру. Ее название определяется по обратному принципу: если имеется ограничение амплитуды сгибания, то контрактура именуется разгибательной, и наоборот – при ограничении амплитуды разгибания контрактуру называют сгибательной.

Результаты измерений могут быть представлены амплитудой совершенного движения либо характеризоваться величиной угла между сегментами конечности. Для этого используются приставки «до» или «на».

Анкилоз – это полная неподвижность в суставе, наступающая в результате образования костного, хрящевого или фиброзного сращения суставныхконцовсочленяющихсякостей. Положениесегментовконечности, в котором возник анкилоз, может быть порочным или функционально выгодным.

Избыточность амплитуды того или иного вида движения в суставе принято называть гипермобильностью.

Для того чтобы результаты измерений по возможности точно характеризовали состояние функции сустава, необходимо при измерении соблюдать ряд условий.

1.Использовать унифицированный инструментарий.

2.Использовать единое обозначение результатов измерений.

3.Проводить измерение движений в суставах конечностей с обеих сторон.

При использовании угломера необходимо руководствоваться общими принципами:

1) конечность устанавливается в исходное положение; 2) бранши угломера устанавливаются по оси каждого из сочленяю-

щихся сегментов конечности; 3) ось угломера устанавливается на уровне суставной щели и должна

совпасть с осью, вокруг которой совершается исследуемый вид движения;

4) бранши угломера фиксируются руками врача к сегментам конечности, и в этом положении осуществляются активные или пассивные движения в исследуемом суставе.

Исходные положения

При измерении движений в плечевом суставе исходным положением является положение конечности, опущенной вертикально вниз вдоль туловища; ладонь обращена к наружной поверхности бедра. Для измерения ротационной подвижности в плечевом и лучелоктевом

38

суставах верхняя конечность дополнительно сгибается в локтевом су-

ставе под углом 90 . В этом же положении производят измерения в лучезапястном суставе и суставах пальцев кисти.

Для измерения движений в суставах нижней конечности необходимо придать пациенту горизонтальное положение на ровной жесткой плоскости. Нижняя конечность располагается горизонтально, стопа под прямым углом к оси голени. При наличии контрактуры в порочном положении сегментам конечности придается положение, максимально приближающеесякисходномуположению. Требуетсяизмерить, подкаким углом расположены сегменты конечности.

Измерение подвижности в поясничном отделе позвоночника производится в положении пациента стоя, а в шейном отделе – в положении сидя.

Обозначениерезультатов измеренияможетбытьдвоякимихарактеризоватьсялибовеличинойугла, накоторыйсовершенодвижение, либо величиной угла, образовавшегося между сегментами после совершенного движения. Во избежание разночтения при записи результатов измерений необходимо указать, на какой угол совершено движение (ам-

плитуда движения, например, сгибание в локтевом суставе на 140 ) либо до какого угла оно выполнено (например, сгибание в локтевом су-

ставе до угла 40 ). Наиболее часто используется первый вариант.

При ряде заболеваний суставов амплитуда активных движений может отличаться от амплитуды пассивных движений. Ввиду этого следует измерять те и другие виды движения и записывать результаты в виде дроби, где в числителе амплитуда активного движения, а в знаменателе амплитуда пассивного движения. Результаты измерений целесообразно представлять в виде таблицы.

Для выявления патологии тазобедренного сустава дополнительно производят ряд измерений, получивших название «симптомы высокого стояния большого вертела», которые включают в себя следующие:

треугольник Бриана;

линию Шемахера;

линию Розера – Нелатона;

соотношение биспинальной и битрахантерной линии. Для выявления патологии локтевого сустава измеряют:

треугольник Гютера;

линию Маркса.

39

Верхняя конечность

Плечевой сустав

В плечевом суставе возможны все виды движения: сгибание и разгибание в сагиттальной плоскости вокруг фронтальной оси; отведение и приведение во фронтальной плоскости вокруг сагиттальной оси; наружная и внутренняя ротация в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси.

Сгибание – разгибание

При ограничении сгибания в плечевом суставе больные часто, производя это движение, откидывают туловище назад, а при ограничении разгибания– наклоняюттуловищевперед. Поэтому приизмеренииэтих видовдвижениябольного надо поставитьксебебокомиследить, чтобы туловище сохраняло исходное положение.

Угломер устанавливается сбоку к наружной поверхности плеча. Ось угломера устанавливается в проекции середины головки плечевой кости. Бранши сомкнуты и направлены по длинной оси плеча.

Сгибание в неизмененном плечевом суставе возможно на 90 без участия лопатки и на 180 с ее участием. Разгибание возможно на

30–45 .

Отведение – приведение

Эти движения даже у здорового человека часто совершаются вместе с лопаткой. Чтобы проконтролировать степень ее участия в этих движениях, необходимо проводить измерения, поставив пациента к себе спиной. При ограничении отведения больные обычно производят это движение, невольно приподнимая надплечье, и наклоняют туловище в противоположную сторону. Поэтому необходимо следить, чтобы туловище и надплечье пациента сохраняли исходное положение, или нужно совершать этот вид движения одновременно в обоих суставах.

Угломер приставляется к суставу сзади во фронтальной плоскости. Ось угломера – в проекции середины головки плечевой кости. Одна бранша располагается вдоль линии надплечий и остается неподвижной, а вторая – по оси плеча и направлена к локтевому отростку, она совершает движение с плечом.

Отведение конечности в здоровом плечевом суставе возможно на 90 , а с участием лопатки – на 180 . Приведение – на 30

40