Pediatric Traumatology, Orthopaedics and Reconstructive SurgeryPediatric Traumatology, Orthopaedics and Reconstructive SurgeryОртопедия, травматология и восстановительная хирургия детского возрастаPediatric Traumatology, Orthopaedics and Reconstructive Surgery2309-39942410-8731Eco-Vector1120810.17816/PTORS7345-54Original Study ArticleОригинальные исследованияResearch ArticleCharacteristics of body balance disorder in children with unilateral lower limb shorteningОсобенности нарушения баланса тела у детей с односторонним укорочением нижней конечности单侧下肢缩短患儿失衡的特殊问题研究https://orcid.org/0000-0001-5546-2729NikityukIgor E.НикитюкИгорь Евгеньевич
Russian Federation

MD, PhD, Leading Researcher of the Laboratory of Physiological and Biomechanical Research

канд. мед. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории физиологических и биомеханических исследований

femtotech@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7624-013XKononovaElizaveta L.КононоваЕлизавета Леонидовна
Russian Federation

MD, PhD, Senior Research Associate of the Laboratory of Physiological and Biomechanical Research

канд. мед. наук, старший научный сотрудник лаборатории физиологических и биомеханических исследований

yelisaveta@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9661-8718GarkavenkoYuriy E.ГаркавенкоЮрий Евгеньевич
Russian Federation

Leading Research Associate of the Department of Bone Pathology; MD, PhD, D.Sc., Professor of the Chair of Pediatric Traumatology and Orthopedics

ведущий научный сотрудник отделения костной патологии; д-р мед. наук, профессор кафедры детской травматологии и ортопедии

yurijgarkavenko@mail.ruThe Turner Scientific Research Institute for Children's Orthopedics    ФГБУ «НИДОИ им. Г.И. Турнера» Минздрава РоссииThe Turner Scientific Research Institute for Children's OrthopedicsФГБУ «НИДОИ им. Г.И. Турнера» Минздрава РоссииThe Turner Scientific Research Institute for Children’s OrthopedicsФГБУ «НИДОИ им. Г.И. Турнера» Минздрава РоссииNorth-Western State Medical University n.a. I.I. MechnikovФГБОУ ВО «СЗГМУ им. И.И. Мечникова» Минздрава России19072019021020197345540403201917072019Copyright ©; 2019, Nikityuk I.E., Kononova E.L., Garkavenko Y.E.Copyright ©; 2019, Никитюк И.Е., Кононова Е.Л., Гаркавенко Ю.Е.Copyright ©; 2019, Nikityuk I., Kononova E., Garkavenko Y.2019Nikityuk I.E., Kononova E.L., Garkavenko Y.E.Никитюк И.Е., Кононова Е.Л., Гаркавенко Ю.Е.Nikityuk I., Kononova E., Garkavenko Y.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.eco-vector.com/turner/article/view/11208

Background. In modern orthopedics, the problem of unilateral shortening of the lower limbs in children is extremely important. In the process of child growth, there occurs progression of the shortened segment, which leads to anatomical asymmetry of the lower limbs and an increase in the imbalance of the limb load. Secondary deformities of the pelvis and spine aggravate the patient’s disability. The features of abnormal postural balance of the body depending on the etiology of the disease, such as congenital or acquired, as well as the degree of preservation of motor stereotypes in children with unilateral shortening of the lower limbs, are still understudied.

Aim. The aims of this work are to study postural stability in children with unilateral shortening of the lower limbs and to assess the disorders of body balance depending on the etiology of the lesion.

Materials and methods. The standard stabilometric values of 11 healthy children (average age, 11.9 ± 0.73 years) were determined (group 1), as well as the statokinesiogram parameters in 22 patients with unilateral shortening of the lower limb. The second group included 11 children (average age, 11.9 ± 1.05 years) with congenital shortening of the lower limb (average shortening, 4.8 ± 0.8 cm). The third group also consisted of 11 children (average age, 12.2 ± 0.78 years), but with acquired shortening of the lower limb (average shortening, 4.5 ± 0.38 cm). Statistical research included correlation analysis.

Results. A significant decrease in the stability of the vertical balance was observed in both groups of patients, which was demonstrated by pronounced deviations from the nominal values of stabilometric parameters, compared with healthy children: an increased center of pressure displacement, large values of the statokinesiogram area, and the length of the pressure displacement path. It was possible to determine the state of adaptive postural mechanisms for assessing the formation of the degree of adequacy of the motor strategy in patients with unilateral shortening of the lower limb, depending on the etiology of the lesion, owing to the method of stabilometry.

Conclusion. An appropriate adaptive motor stereotype has been formed in patients with acquired shortening of the lower limb; in the new conditions, the system for ensuring postural balance is stabilized. There is a different strategy for maintaining posture stability characterized by a nonoptimal motor stereotype in patients with congenital shortening of the lower limb. The stabilometric assessment of the asymmetry of the lower limb load is a promising method for studying the formation of compensatory mechanisms for controlling the locomotion system, which is important when planning rehabilitation measures.

Обоснование. Проблема одностороннего укорочения нижних конечностей у детей является чрезвычайно актуальной для современной ортопедии. В процессе роста ребенка укорочение пораженного сегмента прогрессирует, что приводит к анатомической асимметрии нижних конечностей и нарастанию дисбаланса нагрузки на них. Инвалидизацию пациента усугубляют вторичные деформации таза и позвоночника. Остаются малоизученными особенности нарушения постурального баланса тела в зависимости от этиологии заболевания — врожденного или приобретенного, степень сохранности двигательных стереотипов у детей с односторонним укорочением нижних конечностей.

Цель — изучить постуральную стабильность у детей с односторонним укорочением нижних конечностей и оценить нарушения баланса тела в зависимости от этиологии поражения.

Материалы и методы. Были определены нормативные значения стабилометрических показателей 11 здоровых детей, средний возраст которых составил 11,9 ± 0,73 года (первая группа), а также параметры статокинезиограмм у 22 пациентов с односторонним укорочением нижней конечности. Из них во вторую группу вошли 11 детей с врожденным укорочением нижней конечности (среднее укорочение — 4,8 ± 0,80 см, средний возраст — 11,9 ± 1,05 года). Третью группу составляли также 11 детей, но с приобретенным укорочением нижней конечности (среднее укорочение — 4,5 ± 0,38 см, средний возраст — 12,2 ± 0,78 года). Статистическое исследование включало корреляционный анализ.

Результаты. В обеих группах пациентов выявлено значимое снижение стабильности вертикального баланса, проявляющееся выраженными отклонениями от номинальных значений стабилометрических параметров по сравнению со здоровыми детьми: повышенным смещением центра давления, большими значениями площади статокинезиограммы и длины траектории центра давления. При помощи метода стабилометрии определяли состояние адаптивных постуральных механизмов для оценки формирования у пациентов с односторонним укорочением нижней конечности степени адекватности двигательной стратегии в зависимости от этиологии поражения.

Заключение. У пациентов с приобретенным укорочением нижней конечности сформирован адекватный адаптивный двигательный стереотип, система обеспечения постурального баланса стабилизирована в новых условиях. У пациентов с врожденным укорочением нижней конечности была иная стратегия поддержания позной устойчивости, характеризующаяся неоптимальным двигательным стереотипом. Стабилометрическая оценка асимметрии нагрузки на нижние конечности может быть использована для изучения формирования компенсаторных механизмов управления системой локомоции, что важно при планировании реабилитационных мероприятий.

引言：儿童单侧下肢缩短问题在现代骨科极为重要。在儿童的生长发育过程中，发生单侧下肢缩短，可导致双下肢解剖学不对称和下肢负重失衡加重。骨盆和脊柱的继发性畸形会加重患儿的残疾程度。躯体姿势失衡的特征取决于病因（比如是先天性还是后天性）和单侧下肢缩短患儿保留的运动模式，而相关研究依旧不足。

目的：本研究的目的是考察单侧下肢缩短患儿姿势的稳定性，根据病因评估躯体平衡疾病。

材料和方法：确定11例健康儿童（平均年龄11.9 ± 0.73岁）的标准稳定性测定值（第一组），测定22例单侧下肢缩短患儿的稳定运动图参数。第二组包括11例先天性单侧下肢缩短（平均缩短4.8 ± 0.8cm）患儿（平均年龄11.9 ± 1.05岁）。第三组也包括11例（平均年龄12.2 ± 0.78岁）患儿，但患获得性单侧下肢缩短（平均缩短4.5 ± 0.38cm）。统计研究包括相关分析。

结果：两组患者的纵向平衡稳定性明显下降，表现为与正常稳定性测定值有明显偏差；与健康儿童相比，其压力中心偏移增加，稳定运动图数值偏大，压力偏移长度不同。根据病因，通过稳定性测定法可以确定单侧下肢缩短患者的适应性姿势机制，评估其运动策略的充分程度。

结论：获得性单侧下肢缩短患者已经形成了一种合适的适应性运动模式；遇到新情况时，该姿势稳定系统的表现也较为稳定。先天性单侧下肢缩短患者维持姿势稳定性的策略不同，采取的运动模式欠佳。对单侧下肢负重不对称患儿进行稳定性测定评估，是一种具有潜力的运动系统控制代偿机制形成研究方法，对制定康复方案至关重要。

shortening of the lower limbpostural controlstabilometrylimb load asymmetryукорочение нижней конечностипостуральный контрольстабилометрияасимметрия нагрузки на нижние конечности单侧下肢缩短姿势控制稳定性测定肢体负重不对称。State taskГосударственное заданиеNguyen JC, Markhardt BK, Merrow AC, Dwek JR. Imaging of pediatric growth plate disturbances. Radiographics. 2017;37(6):1791-1812. https://doi.org/10.1148/rg.2017170029.Никитюк И.Е., Попов И.В., Полянский В.А., Дудкин В.И. Структура хряща метаэпифизарных пластинок роста в условиях полной изоляции от клеточно-гуморальных воздействий при пересадке в мягкие ткани (экспериментальное исследование) // Морфология. – 2007. – Т. 131. – № 3. – С. 45–49. [Nikityuk IE, Popov IV, Polyanskiy VA, Dudkin VI. Structure of metaepiphyseal growth plate cartilage as influenced by total isolation from cellular and humoral influences after its transplantation into soft tissues (an experimental study). Morfologiia. 2007;131(3):45-49. (In Russ.)]Щуров В.А., Новиков К.И., Мурадисинов С.О. Влияние разновысокости нижних конечностей на биомеханические параметры ходьбы // Российский журнал биомеханики. – 2011. – Т. 15. – № 4. – C. 102–107. [Shchurov VA, Novikov KI, Muradisinov SO. Vliyanie raznovysokosti nizhnikh konechnostey na biomekhanicheskie parametry khod’by. Rossiyskiy zhurnal biomekhaniki. 2011;15(4):102-107. (In Russ.)]Guevara JM, Moncayo MA, Vaca-Gonzalez JJ, et al. Growth plate stress distribution implications during bone development: a simple framework computational approach. Comput Methods Programs Biomed. 2015;118(1):59-68. https://doi.org/10.1016/j.cmpb.2014.10.007.Kilby MC, Newell KM. Intra- and inter-foot coordination in quiet standing: footwear and posture effects. Gait Posture. 2012;35(3):511-516. https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2011.11.018.Казенников О.В., Киреева Т.Б., Шлыков В.Ю. Поддержание вертикальной позы человека при асимметричной нагрузке на ноги и односторонней фиксации коленного сустава // Физиология человека. – 2018. – Т. 44. – № 1. – С. 49–55. [Kazennikov OV, Kireeva TB, Shlykov VY. Maintenance of human vertical posture upon asymmetric leg loading and fixation of the knee joint of one leg. Fiziol Cheloveka. 2018;44(1):49-55. (In Russ.)]. https://doi.org/10.7868/S013116461801-0014.Aruin AS, Kanekar N. Effect of a textured insole on balance and gait symmetry. Exp Brain Res. 2013;231(2):201-208. https://doi.org/10.1007/s00221-013-3685-z.Boonstra TA, Schouten AC, van Vugt JP, et al. Parkinson’s disease patients compensate for balance control asymmetry. J Neurophysiol. 2014;112(12):3227-3239. https://doi.org/10.1152/jn.00813.2013.Никитюк И.Е., Гаркавенко Ю.Е., Кононова Е.Л. Особенности опорной функции нижних конечностей у детей с последствиями поражения проксимального отдела бедра острым гематогенным остеомиелитом // Ортопедия, травматология и восстановительная хирургия детского возраста. – 2018. – Т. 6. – № 1. – С. 14–22. [Nikityuk IE, Garkavenko YE, Kononova EL. Special aspects of the support function of lower limbs in children with the consequences of unilateral lesion of the proximal femur with acute hematogenous osteomyelitis. Pediatric traumatology, orthopaedics and reconstructive surgery. 2018;6(1):14-22. (In Russ.)]. https://doi.org/10.17816/PTORS6114-22.Kumar SN, Omar B, Joseph LH, et al. Evaluation of limb load asymmetry using two new mathematical models. Glob J Health Sci. 2014;7(2):1-7. https://doi.org/10.5539/gjhs.v7n2p1.Шеин А.П., Сайфутдинов М.С., Криворучко Г.А. Локальные и системные реакции сенсомоторных структур на удлинение и ишемию конечностей. – Курган: ДАММИ, 2006. – 284 с. [Shein AP, Sayfutdinov MS, Krivoruchko GA. Lokal’nye i sistemnye reaktsii sensomotornykh struktur na udlinenie i ishemiyu konechnostey. Kurgan: DAMMI; 2006. 284 p. (In Russ.)]Грибанов А.В., Шерстенникова А.К. Физиологические механизмы регуляции постурального баланса человека (обзор) // Журнал медико-биологических исследований. – 2013. – № 4. – С. 20–29. [Gribanov AV, Sherstennikova AK. Physiological mechanisms of human postural balance regulation (review). Medical and biological sciences. 2013;(4):20-29. (In Russ.)]Скворцов Д.В. Диагностика двигательной патологии инструментальными методами: анализ походки, стабилометрия. – М.: Т.М. Андреева, 2007. – 640 с. (Skvortsov DV. Diagnostika dvigatel’noy patologii instrumental’nymi metodami: analiz pokhodki, stabilometriya. Moscow: T.M. Andreeva; 2007. 640 p. (In Russ.))Казенников О.В., Киреева Т.Б., Шлыков В.Ю. Влияние структуры опорной поверхности под стопой на поддержание вертикальной позы при разном распределении нагрузки между ногами // Физиология человека. – 2016. – Т. 42. – № 4. – С. 61–68. [Kazennikov OV, Kireeva TB, Shlykov VY. Influence of the structure of the support surface under the sole on vertical posture during standing with different body weight distributions between legs. Fiziol Cheloveka. 2016;42(4):61-68. (In Russ.)]. https://doi.org/10.7868/S0131164616040044.Wilson EL, Madigan ML, Davidson BS, Nussbaum MA. Postural strategy changes with fatigue of the lumbar extensor muscles. Gait Posture. 2006;23(3):348-354. https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2005.04.005.Айдаров В.И., Скворцов А.П. Формирование правильного двигательного стереотипа ходьбы у пациентов с дефицитом локомоторных функций нижних конечностей // Практическая медицина. – 2013. – Т. 2. – № 1–2. – С. 12–13. [Aydarov VI, Skvortsov AP. Formation of correct movement pattern of walking in patients with a deficiency of locomotor functions of the lower limbs. Prakticheskaya meditsina. 2013;2(1-2):12-13. (In Russ.)]Казенников О.В., Киреева Т.Б., Шлыков В.Ю. Особенности поддержания вертикальной позы при неравномерной нагрузке на ноги // Физиология человека. – 2013. – Т. 39. – № 4. – С. 65–73. [Kazennikov OV, Kireeva TB, Shlykov VY. Characteristics of the maintenance of the vertical posture during standing with an asymmetrical load on the legs. Fiziol Cheloveka. 2013;39(4):65-73. (In Russ.)]. https://doi.org/10.7868/S0131164613030119.Щеколова Н.Б., Лихачева Л.В. Динамика биомеханических и электромиографических изменений при консервативном лечении детей с идиопатическим укорочением нижних конечностей // Пермский медицинский журнал. – 2013. – Т. 30. – № 1. – С. 73–78. [Schekolova NB, Likhacheva LV. Dynamics of biomechanical and electromyographic changes in conservative treatment of children with idiopathic low limb shortening. Permskii meditsinskii zhurnal. 2013;30(1):73-78. (In Russ.)]Бальсевич В.К. Очерки по возрастной кинезиологии человека. – М.: Советский спорт, 2009. – 220 с. [Bal’sevich VK. Ocherki po vozrastnoy kineziologii cheloveka. Moscow: Sovetskiy sport; 2009. 220 p. (In Russ.)]Абдуразаков У.А., Абдуразаков А.У., Юлдашев А.Ж. Асимметрия тела человека: внешние проявления и взаимосвязь с заболеваниями опорно-двигательной системы // Вестник Алматинского государственного института усовершенствования врачей. – 2016. – № 4. – С. 28–31. [Abdurazakov UA, Abdurazakov AU, Yuldashev AZh. Asymmetry of a body of the person, external manifestations and interrelation with diseases of musculoskeletal system. Vestnik Almatinskogo gosudarstvennogo instituta usovershenstvovaniya vrachey. 2016;(4):28-31. (In Russ.)]Михайлов В.П., Кузьмичев А.А., Ковтун М.В., Полосухин А.Д. Миофасциальные болевые синдромы и возможности их немедикаментозной коррекции // Хирургия позвоночника. – 2010. – № 4. – С. 55–60. [Mikhaylov VP, Kuz’michev AA, Kovtun MV, Polosukhin AD. The role of myofascial structures in the development of pain syndromes and their drug-free correction. Spine surgery. 2010;(4):55-60. (In Russ.)]