Ортезирование голеностопного сустава у пациентов, перенёсших мозговой инсульт: целесообразность и эффективность

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

Инсульт ― одна из основных причин инвалидизации взрослого населения как в нашей стране, так и во всём мире [1], при этом более чем в половине случаев у пациентов, переживших инсульт, имеются нарушения походки [2]. Мышечная слабость, спастичность, координаторные расстройства, сенсорная дисфункция вкупе с нарушенными механизмами моторного контроля и адаптации приводят к значимому снижению скорости походки, нарушению постурального контроля и увеличению риска падений [3–5]. В свою очередь показано, что пациенты со сниженной скоростью и качеством походки имеют более низкий балл при оценке качества жизни [6].

Физиологически правильная походка требует сохранности рессорной, балансировочной, опорной и толчковой функции стопы, биомеханика которой в значительной степени зависит от функции голеностопного сустава [7]. Именно поэтому коррекция кинематики голеностопного сустава, в том числе путём ортезирования, является одним из важных и перспективных направлений реабилитационных мероприятий, направленных на восстановление правильного двигательного стереотипа ходьбы [8–11].

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ БИОМЕХАНИКИ ХОДЬБЫ У ПАЦИЕНТОВ, ПЕРЕНЁСШИХ ИНСУЛЬТ

Методы исследования ходьбы

Для анализа походки у пациентов после инсульта можно использовать два подхода ― инструментальные (биомеханические) исследования и функциональные тесты, не требующие применения сложной диагностической аппаратуры.

Биомеханическое исследование предполагает прямую оценку пространственных, временных и кинематических характеристик ходьбы, в том числе с использованием технологий компьютерного зрения [12]. К основным кинематическим параметрам, которые оцениваются при исследовании ходьбы у лиц, перенёсших инсульт, относятся углы сгибания/разгибания в коленном и голеностопном суставах в фазе контакта и переноса. К основным пространственно-временным характеристикам относятся длина и ритмичность шага, скорость ходьбы [13].

Биомеханический метод имеет ограничения, связанные с возможными трудностями его рутинного применения в клинической практике ввиду кадрового дефицита и дороговизны современного высокотехнологичного оборудования, поэтому помимо методов прямой инструментальной оценки биомеханики ходьбы используются также функциональные тесты, легко выполнимые в клинических условиях и позволяющие измерять способность обследуемого к передвижению и сохранению баланса. Такие тесты не могут заменить биомеханического исследования, так как являются менее точными и надёжными. В то же время функциональные тесты представляют собой инструмент быстрой и доступной оценки ходьбы в клинических условиях. Для исследования эффективности реабилитационных мероприятий у пациентов, перенёсших инсульт, рекомендуют использовать тесты пятиметровой и десятиметровой ходьбы (оценка скорости ходьбы) и шкалу баланса Берга (оценка равновесия) [14]. Для оценки влияния ортезирования голеностопного сустава на динамическое равновесие и скорость ходьбы у пациентов, переживших инсульт, применяют тест «Встань и иди» (Тimed Up and Go Test, TUG) [2].

Изменение биомеханики ходьбы после инсульта

У пациентов, перенёсших инсульт, отмечается уменьшение продолжительности фазы опоры, удлинение фазы переноса паретичной ноги; возникает избыточное перераспределение нагрузки на здоровую конечность; наблюдаются снижение скорости, укорочение длины шага, нарушение постурального контроля [15, 16].

В литературе описаны три основных паттерна нарушения походки у пациентов, перенёсших инсульт: ригидная походка (stiff-knee gait) [17], так называемая отвисающая стопа [18] и походка с переразгибанием коленного сустава [19]. Все перечисленные паттерны нарушения походки имеют свои характерные биомеханические особенности.

Наиболее известный тип нарушения походки у лиц после инсульта ― это ригидная походка, которая характеризуется отсутствием сгибания паретичной ноги в коленном суставе в фазу переноса [20, 21]. В результате этого пациент «косит» ногой, осуществляя перенос ноги не за счёт выноса бедра вперёд и вверх, а за счёт движения бедра в сторону, по кругу. Вероятной биомеханической основой такого паттерна движений являются относительное удлинение конечности вследствие повышенной активности мышц подошвенных сгибателей стопы и четырёхглавой мышцы бедра в фазу одиночной опоры и в первые мгновения фазы переноса, а также дефицита мышечной силы мышц-сгибателей голени [20, 21].

Паттерн foot drop, или «отвисающая стопа», наблюдается в 20–30% случаев, характеризуется снижением мышечной силы тыльных сгибателей стопы и спастичностью подошвенных сгибателей [22, 23]. Произвольное тыльное сгибание ограничено, вследствие чего стопа находится в вынужденном положении подошвенного сгибания, в том числе во время ходьбы, что приводит к «волочению» стопы по полу в период переноса (foot dragging) и компенсаторному изменению походки по типу «петушиной» (steppage gait) ― с высоким подниманием колена, увеличением углов сгибания в коленном и тазобедренном суставах, удлинением шага и шлёпающим движением в фазу контакта с опорой вместо нормального контакта пяткой [24]. Такая патологическая походка у пациентов, переживших инсульт, приводит к снижению скорости ходьбы и шарканью стопы по поверхности в период переноса, что в свою очередь увеличивает риск падений и снижает способность пациентов к передвижению и самообслуживанию [8–11].

Третий паттерн ― походка с переразгибанием парализованной ноги в коленном суставе ― характеризуется снижением мышечной силы подошвенных сгибателей стопы наряду с их ранней активацией и слабостью мышц-разгибателей коленного сустава, что приводит к нарушению подкосоустойчивости в коленном суставе и его переразгибанию в период одиночной опоры [16, 20, 25]. Важно отметить, что переразгибание коленного сустава во время ходьбы в значительной степени является ятрогенным. Стереотип с переразгибанием формируется в начальном периоде заболевания, когда четырёхглавая мышца бедра ещё не готова воспринимать нагрузку, и нога теряет подкосоустойчивость в коленном суставе. Для восстановления устойчивости пациент в фазу одиночной опоры наклоняет корпус вперед, «замыкая» коленный сустав весом тела, при этом центр тяжести проходит впереди центра вращения коленного сустава. Если на данном этапе не корректировать походку, то такой паттерн закрепляется и продолжает использоваться пациентом даже тогда, когда коленный сустав приобретает нужную стабильность. У пациентов, перенёсших инсульт, переразгибание в коленном суставе может достигать 20 и более градусов [19].

Таким образом, с позиций биомеханики, нарушения походки у пациентов, переживших инсульт, могут значительно различаться как в зависимости от периода инсульта, так и индивидуальных параметров нарушения походки.

Типы ортезов голеностопного сустава

Ортезы голеностопного сустава представляют собой внешнее носимое устройство, которое надевается на нижнюю конечность в области голеностопного сустава и модулирует его работу. Это традиционный метод коррекции походки за счёт иммобилизации стопы в нейтральном положении (статические ортезы) либо осуществления пассивного тыльного сгибания стопы (динамические ортезы) [26].

Статические ортезы голеностопного сустава неподвижно фиксируют стопу в нейтральном положении, предотвращая избыточное тыльное и/или подошвенное сгибание, и способны отчасти решить проблему «волочения» ноги по поверхности в период переноса при «свисающей стопе» либо проблему избыточной активности подошвенных сгибателей в конце периода одиночной опоры при ригидной походке (stiff-knee gait) [27]. К преимуществам статических ортезов относят их универсальность, простоту и невысокую стоимость. Однако у такого типа ортезов имеются и существенные недостатки: ограничивая избыточное движение стопы в сторону подошвенного либо тыльного сгибания, фиксирующее устройство одновременно ограничивает и физиологическое движение в противоположную сторону. Так, например, при «свисающей стопе» статические ортезы, фиксируя стопу в нейтральном положении, решают проблему избыточной амплитуды подошвенного сгибания стопы, однако при этом нарушается постуральная устойчивость, поскольку подошвенное сгибание стопы реализует физиологическую функцию мышц задней группы мышц голени [27]. Кроме того, ограничение подошвенного сгибания в голеностопном суставе делает невозможным физиологический перекат через пятку, за счёт которого осуществляется трансформация энергии удара стопы об опору в поступательное движение корпуса [28]. Кроме того, ношение статического ортеза не сопровождается улучшением мышечной активности [29], и долгосрочная эффективность ортезирования с использованием статических ортезов является неоднозначной [30].

Динамические ортезы голеностопного сустава имеют в своей конструкции элементы, которые позволяют одновременно как сохранить подвижность в голеностопном суставе, так и обеспечить коррекцию положения стопы в ходе всего цикла шага за счёт пассивных движений в голеностопном суставе. Динамическая стабилизация сустава происходит за счёт направленного использования накапливаемой энергии (силы реакции опоры и/или силы сохранных мышц) [30]. Такие ортезы позволяют достичь более физиологичного паттерна движений в голеностопном суставе, поскольку не фиксируют стопу и сохраняют подвижность голеностопного сустава. Однако использование динамических ортезов ограничено исходным уровнем мышечного тонуса мышц голени и подвижностью в голеностопном суставе. Так, при высоком уровне спастичности в подошвенных сгибателях стопы либо при ограничении подвижности в голеностопном суставе, не позволяющем пассивно привести стопу в нейтральное положение, применение динамических ортезов невозможно [30]. Кроме того, динамические ортезы отличаются высокой стоимостью.

Эффективность применения статических и динамических ортезов голеностопного сустава у лиц, перенёсших инсульт

На текущий момент в литературе вопрос эффективности ортезирования голеностопного сустава у лиц, перенёсших инсульт, рассматривается в основном с позиции общего анализа эффекта ортезирования вне зависимости от типа ортеза и исходного характера нарушения походки [2, 13], и лишь в единичных работах проводится прямой сравнительный анализ влияния статических и динамических ортезов на биомеханику и функцию ходьбы [31–33].

Современные исследования демонстрируют, что ортезирование голеностопного сустава во многих случаях способно оказывать значительный положительный эффект на временные и пространственные параметры походки постинсультных больных. Однако важно отметить, что нам не удалось найти ни одной работы, в которой проводился бы анализ эффективности конкретного типа ортеза при конкретном паттерне нарушения ходьбы у пациентов, перенёсших инсульт. Исключение составляет небольшое количество исследований, посвящённых ортезированию «отвисающей стопы», в которых приведено сравнение эффективности статических и динамических ортезов, причём зачастую без привязки конкретно к инсульту. Во всех метаанализах и большинстве исследований оценка эффективности проводится в целом для всех пациентов, переживших инсульт, вне зависимости от паттерна нарушения походки и типа применяемого ортеза. Так, согласно данным недавно опубликованного системного обзора и метаанализа [2], ортезирование голеностопного сустава сопровождается увеличением скорости ходьбы, увеличением частоты и ритмичности шагов. В то же время влияние ортезов на баланс у пациентов с центральным постинсультным парезом нижней конечности оказалось неоднозначным. Так, некоторые авторы отмечают снижение латеральных колебаний тела во время ходьбы при использовании ортезов [34–36]. В то же время описаны и противоположные результаты. M. Nevisipour и C.F. Honeycutt [37] исследовали компенсаторную реакцию на потерю равновесия при преодолении препятствия у пациентов после инсульта и обнаружили, что ортезирование голеностопного сустава снижало способность восстанавливать равновесие в тех ситуациях, когда человек уже потерял равновесие, в то же время в состоянии покоя устойчивость вертикальной позы при ношении ортеза увеличивалась. В ходе данного исследования использовались статические ортезы, и сами авторы в качестве возможной причины увеличения риска падений в ситуации первично нарушенного баланса называют ограничение тыльного сгибания стопы [37]. Важно отметить проблемность сравнения результатов упомянутого выше метаанализа [2] и результатов, полученных M. Nevisipour и C.F. Honeycutt [37], поскольку последние касаются использования конкретного вида статического ортеза, в то время как выводы метаанализа сделаны на основании обобщения результатов применения ортезов различных типов без привязки к паттерну нарушения походки.

Неоднозначным также представляется вопрос о сроках назначения ортезов голеностопного сустава. Так, C.D. Nikamp и соавт. [38] обнаружили, что в течение первых 8 недель после инсульта риск падений у пациентов, использовавших ортезы голеностопного сустава с первой недели заболевания, был в 2,75 раза выше, чем у тех, у которых имелась клиническая потребность в ортезах голеностопного сустава, но они ими не пользовались до истечения 8 недель после инсульта. В то же время сравнительный анализ раннего или отложенного применения ортезов голеностопного сустава показал, что более раннее применение ортезов у пациентов в острой и подострой фазах инсульта обеспечивало улучшение равновесия, проявлявшееся увеличением баллов по шкале баланса Берга [39]. Важно отметить, что все упомянутые исследования проводились на малых выборках пациентов и без их разделения по исходным паттернам нарушения походки, что могло быть одной из причин неоднозначных результатов.

Влияние всех типов ортезов голеностопного сустава на кинематику нижней конечности заключается в следующем. Применение ортеза на голеностопный сустав увеличивает угол тыльного сгибания стопы в период переноса, в фазу контакта и фазу одиночной опоры [2, 13, 40], на коленный сустав ― увеличивает максимальный угол сгибания в коленном суставе в фазу контакта, а также улучшает способность коленного сустава реагировать на нагрузку, возникающую в момент переноса веса со здоровой ноги на паретичную во время ходьбы за счёт увеличения пикового угла сгибания коленного сустава в соответствующую фазу шага. Увеличиваются также максимальный угол разгибания коленного сустава в фазу односторонней опоры и максимальный угол сгибания в конце этой же фазы, в момент отрыва носка от поверхности [2, 13, 41]. Что касается тазобедренного сустава, то результаты метаанализов не демонстрируют достоверного тренда с влиянием ортезов на его кинематику в ту или иную сторону [2, 13], однако в отдельных работах, посвящённых коррекции конкретного паттерна ― «отвисающей стопы», показано уменьшение угла сгибания в тазобедренном суставе при ношении ортеза голеностопного сустава [42].

Важно отметить, что в опубликованных работах изменение кинематики постинсультной походки при использовании ортеза голеностопного сустава не дифференцируется в зависимости от исходного паттерна её нарушений. Если в случае анализа пространственных и временных параметров ходьбы отсутствие такого разделения не представляет существенной проблемы (поскольку очевидно, какое изменение можно считать позитивным, а какое ― негативным), то при оценке углов в тех или иных суставах одно и то же изменение при разных типах нарушения походки может иметь как позитивный, так и негативный эффект. Так, в метаанализах под руководством Y. Choo [2] и S. Tyson [13], увеличение угла сгибания в коленном суставе в период переноса при использовании ортеза голеностопного сустава оценивается как «значимый положительный эффект». Однако в случае паттерна «свисающая стопа» увеличение угла сгибания в коленном суставе ― одного из элементов патологической «петушиной походки» (steppage gait) ― нельзя считать благоприятным. Кроме того, в работах, посвящённых коррекции «свисающей стопы», показано снижение угла сгибания в коленном суставе как в фазу начала периода опоры, так и в периоде переноса при использовании любого типа ортеза голеностопного сустава [42].

Сравнение результатов применения статических и динамических ортезов голеностопного сустава

Нам удалось найти лишь три исследования, в которых проводилось прямое («лоб в лоб») сравнение статических и динамических ортезов у пациентов, перенёсших мозговой инсульт. С. Bleyenheuft и соавт. [33] при сравнении статических и динамических ортезов обнаружили значимые различия угла тыльного сгибания стопы в фазу контакта и в период односторонней опоры: оба ортеза приводили к увеличению угла тыльного сгибания стопы, однако в случае применения динамического ортеза этот угол увеличивался в большей степени. Авторами не выявлено значимых отличий кинематики коленного сустава при использовании двух типов ортезов голеностопного сустава. Они наблюдали увеличение скорости ходьбы по результатам десятиминутного теста при использовании обоих типов ортезов голеностопного сустава, однако применение динамического ортеза позволяло достичь большей скорости ходьбы [33].

M.De Sèze и соавт. [31] обнаружили лучшую коррекцию патологической походки по типу «свисающей стопы» при использовании динамического ортеза на 30-й и 90-й дни его использования. Исследование Н. Gök и соавт. [32] продемонстрировало больший угол тыльного сгибания в голеностопном суставе паретичной ноги в фазу контакта с опорой и в период переноса при использовании динамического ортеза голеностопного сустава в сравнении со статическим.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Использование ортезов голеностопного сустава у пациентов, перенёсших инсульт, приводит к значимым улучшениям пространственно-временных характеристик ходьбы. Применение ортезов позволяет добиться увеличения скорости, скорректировать некоторые патологические паттерны, такие как «степпаж» или ригидная походка, но оказывает неоднозначное влияние на сохранение равновесия во время ходьбы. Отсутствие однозначных выводов о влиянии ортеза голеностопного сустава на баланс и кинематику походки может быть объяснено тем, что эффективность применения ортезов обычно оценивается без учёта исходного паттерна нарушения походки, в то же время однонаправленное изменение кинематики в одном и том же суставе может иметь как позитивный, так и негативный эффект в зависимости от паттерна нарушений.

Проблематика персонализированного подбора ортеза голеностопного сустава с учётом давности инсульта и характера нарушений ходьбы на данный момент в литературе раскрыта недостаточно. Необходимы дальнейшие исследования с целью создания практического руководства по ортезированию голеностопного сустава у пациентов, перенёсших мозговой инсульт, в котором бы учитывались биомеханические параметры походки и долговременный эффект использования ортезов.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источник финансирования. Поисково-аналитическая работа проведена на личные средства авторского коллектива.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Вклад авторов. М.А. Вилков, Р.Д. Ананьев ― поисково-аналитическая работа, написание статьи; А.Н. Белова, Н.Ю. Литвинова ― поисково-аналитическая работа, написание статьи, редактура, одобрение направления рукописи на публикацию. Авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение поисково-аналитической работы и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией).

ADDITIONAL INFORMATION

Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Authors’ contributions. M.A. Vilkov, R.D. Ananyev ― search and analysis work, article writing; A.N. Belova, N.Y. Litvinova ― search and analysis work, article writing, editing, approval of manuscript submission for publication. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work.

Об авторах

Максим Александрович Вилков

Приволжский исследовательский медицинский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: vilkov.med@gmail.com
ORCID iD: 0009-0003-9467-0776
Россия, Нижний Новгород

Анна Наумовна Белова

Приволжский исследовательский медицинский университет

Email: anbelova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9719-6772
SPIN-код: 3084-3096

д-р мед. наук, профессор

Россия, Нижний Новгород

Наталья Юрьевна Литвинова

Приволжский исследовательский медицинский университет

Email: ny7171@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6978-139X
SPIN-код: 8165-2161

канд. мед. наук, доцент

Россия, Нижний Новгород

Роман Дмитриевич Ананьев

Приволжский исследовательский медицинский университет

Email: Rom97an@YANDEX.RU
ORCID iD: 0009-0002-9170-833X
SPIN-код: 1136-5907
Россия, Нижний Новгород

Список литературы

Дополнительные файлы