THE JOURNAL OF ORTHOPAEDIC AND SPORTS PHYSICAL THERAPY
Copyright (O 1987 by The Orthopaedic and Sports Physical Therapy Sections of the American Physical Therapy Association
Ненормальная биомеханика стопы и голеностопа
ROBERT DONATELLI, MA, PT*
Биомеханика стопы и голеностопа важна для нормального функционирования нижней конечности. Стопа является последним суставом нижней кинетической цепи, противостоящим внешнему сопротивлению. Правильное артрокинематическое движение в стопе и голеностопное влияет на способность нижней конечности смягчать силы тяжести веса. Для нижней конечности является особенно важным принять и распределить силы компрессии, растяжения, сдвига и ротации во время фазы опоры походки. Неправильное распределение данных сил могло бы привести к напряжению и ,наконец, к разрыву соединительной и мышечной тканей. Такие патологии как пяточная шпора, вальгусная деформация первого пальца стопы, невромы, ригидность первого пальца, передний большеберцовый синдром (шинсплинт) и неспецифическая боль в колене являются результатом ненормальной механики стопы и голеностопного сустава. Клиническое применение в установлении нормальной биомеханики находят методы ортопедии. Совместное действие мышц, костей, связок и нормальной биомеханики позволяет нижним конечностям наиболее эффективно смягчать воздействие различных сил.


Ненормальная биомеханика стопы и голеностопа нарушает механизмы, созданные для восприятия и распределения весовой нагрузки. Пронация и супинация - неотъемлемые артрокинематические движения стопы и голеностопа, необходимые для правильного смягчения сил компрессии, растяжения, сдвига и ротации в опорную фазу походки.Например, Mann описывает человека весом 70 кг с длиной шага 0,7 м, прошедшего 1,6 км, утверждая, что на его стопы действует вес массой 127 тонн. Если этот человек пробежит данное расстояние, принимая длину шага за 1,4 м, весовая нагрузка составит 220 тонн. Стопа бегуна на длинные дистанции касается земли примерно 5000 раз за часовую пробежку, а в момент удара пятки весовая нагрузка на нее в 2-3 раза больше массы тела. Эти излишние силы в норме смягчаются динамическим движением мышц, силой периартикулярной ткани, эластичностью и правильной артрокинематикой.


Ненормальные пронация и супинация ничем иным, как гипер- или гипомобильность суставов стопы и голеностопа. Избыточное или ограниченное движение снижает способность стопы поглощать силу удара, преобразовывать крутящий момент, стопа также теряет способность быть мобильным адаптером поверхности и устойчивой опорой для толчка. В результате изменений мобильности суставов, вдобавок к альтерации функций мышц, меняются свойства соединительной ткани. Это может привести к развитию таких патологических состояний как неврома, вальгусная деформация большого пальца, варусная деформация пятого пальца стопы (деформация Тейлора), кератоз, шинсплинт, неспецифическая боль в колене, плантарный фасциит, пяточная шпора, метатарзалгия, тендинит ахиллова сухожилия.

НЕНОРМАЛЬНАЯ ПРОНАЦИЯ



Ненормальная пронация является компенсацией деформации мягких или костных тканей. Она может быть следствием как внешних, так и внутренних причин. В большинстве случаев излишняя пронация с целью компенсации происходит в подтаранном суставе. Компенсация становится устойчивой и переходит в патологию.

Максимум пронации происходит в момент полного контакта подошвенной поверхности стопы с опорой, а супинации в момент «вертикали». "Излишней" называется пронация более 25% в фазу опоры. Как следствие, в момент "вертикали" стопа не возвращается в супинацию, а остается в максимальной пронации. Стопа может вернуться в положение супинации позднее в опорную фазу, или никогда не вернуться в него, например, в случае ригидного плоскостопия. Все это приводит к тому, что стопа не может эффективно воспринимать весовую нагрузку.


Этиология ненормальной пронации заключается во многих различных факторах, из которых мы рассмотрим: врожденные и приобретенные, внутренние (причина лежит в стопе), наружные (внешние факторы). Самые распространенные внутренние врожденные деформации включают в себя плосковальгусную деформацию стоп (вертикальное положение таранной кости), тарзальные коалиции, врожденная варусная постановка плюсны. Приобретенные внутренние деформации включают в себя пяточно-вальгусную и пяточно-варусную косолапость, варус переднего отдела стопы, постуральную плесневую косолапость. Врожденные деформации являются результатом действия генетических факторов, что не входит в рамки данной статьи. Приобретенные или постуральные деформации могут быть результатом неправильного расположения плода в матке. Дополнительными факторами, вызывающими плоскостопие, могут служить слабые связки и/или зажатое ахиллово сухожилие.

ВРОЖДЕННЫЕ ДЕФОРМАЦИИ



Плосковальгусная деформация стоп - дорсальная и латеральная дислокация таранно-пяточно-ладьевидного сустава. Ладьевидная кость сочленяется с дорсальной стороной таранной, оставляя ее заблокированной в вертикальной позиции. Эту деформацию описывают как "стопа-качалка" ("rocker bottom foot").


Тарзальные коалиции включают в себя полное или неполное сочленение костей предплюсны. Коалиции, которые приводят к плоскостопию: пяточно-ладьевидная, таранно-пяточная со средней, передней и задней суставных поверхностей. Могут присутствовать такие клинические признаки как ограничение подвижности/ригидность основных предплюсневых суставов, вальгусные деформации заднего отдела стопы, контрактуры мягких тканей или спазмы длинной и короткой малоберцовой мышц.


Врожденная варусная постановка плюсны - это медиальный подвывих предплюсно-плюсневых суставов с деформациями приведения и инверсии плюсны. Интересным является клиническое заключение о неспособности переднего отдела стопы к пассивному отведению в нейтральной позиции. В отличие от постуральной плюсневой косолапости, которую можно снизить пассивно двигая передний отдел стопы в отведение. Коррекция такой деформации 100% у новорожденных в первые несколько месяцев.

ПОСТУРАЛЬНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ



Вальгусная деформация пятки является самой распространенной и наблюдается у 1 из 1000 новорожденных. Существует большая зависимость между этой деформацией стопы и развитием плоскостопия у взрослого ребенка.


Стопа находится в положении дорсифлексии и эверсии. Самое важное клиническое наблюдение при этом - ограничение подошвенного сгибания в голеностопном суставе ( до 90 градусов и меньше). Другое важное наблюдение - дорсифлексия и эверсия стопы при ударе подошвой поверхности. Этот признак исчезает к 4-6 месяцам.


Варусная постановка - это инверсия всей стопы без ограничения дорсифлексии в голеностопном суставе.


Root и коллеги сообщают, что самая распространенная внутренняя деформация, приводящая к ненормальной пронации - это варус переднего отдела стопы. Варус переднего отдела стопы является инверсией переднего отдела относительно заднего при нейтральном положении подтаранного сустава. Root и коллеги описывают его как деформацию во фронтальной плоскости, в подтаранном суставе компенсированную эверсией и вальгусной постановкой пятки в фазу опоры. Компенсация в этом случае не что иное как чрезмерное таранное приведение, подошвенное сгибание и пяточная эверсия (ненормальная пронация). Этот автор описывает варус переднего отдела стопы как самую распространенную внутреннюю причину возникновения механической боли и дисфункции стопы, нежней трети ноги и колена.



McCrea говорит о том, что варус переднего отдела стопы - сагиттальная деформация первого луча. Первый луч гипермобилен и в положении дорсифлексии. Гипермобильность развивается вследствие неспособности длинной малоберцовой мышцы стабилизировать первый луч. Кубовидный "блок" позволяет длинной малоберцовой м. Произвести подошвенное сгибание и отведение первого луча, приводя к стабильности (изображение 2). Блоковая система образуется благодаря блокированию поперечного сустава предплюсны во время супинации подтаранного сустава. Кубовидная кость становится прочным рычагом длинной малоберцовой мышцы. Ненормальная или чрезмерная пронация снижает способность стопы возвращаться в супинацию. Таким образом, поперечный сустав предплюсны, особенно кубовидный, оказывается нестабильном положении. Поэтому блочная система становится недостаточно устойчивой для длинной малоберцовой м., приводя к нестабильности первого луча.



Гипермобильность и постоянное положение дорсифлексии могут привести к вальгусу, подвывиху плюсне-флангового сустава большого пальца в сагитальной и поперечной плоскостях. Нестабильность первого луча в опорную фазу походки является причиной смещения веса с первой плюсневой кости на вторую. Первый луч вдвое больше и в 4 раза сильнее любого другого, к нему крепятся более сильные мышечные группы. В процессе эволюции для лучшего восприятия весовой нагрузки положение первого луча из приведения перешло в среднее. Второй же луч не предназначен для несения излишней весовой нагрузки. Вследствие слабости первого луча под головкой второй плюсневой кости могут образовываться костные мозоли, развиваться кератоз, в этой области могут возникать трещины.


Эти и другие авторы установили, что конская стопа является частой причиной развития ненормальной пронации, определяя данную деформацию как недостаток дорсифлексии голеностопного сустава, подтаранный сустав в нейтрали. Вследствие натянутости ахиллового сухожилия или выравнивания свода стопы большеберцовая кость теряет свою способность двигаться вперед таранной кости из положения полного контакта подошвы с поверхностью в позицию вертикали. Чрезмерная пронация в подтаранном суставе является компенсацией такой деформации, ведь если большеберцовая кость не движется вперед, это делает таранная.



В большинстве рентгеновских снимков в момент полного контакта подошвенной поверхности стопы с опорой меняется линия средних суставов предплюсны. Латеральные снимки в фазу опоры демонстрируют формирование S образной линии, которая называется линией Cyma, она пролегает через таранной-ладьевидный и пяточно-кубовидный суставы (рис. 3). При чрезмерной пронации происходит разрыв этой линии, так как таранная кость движется вперед относительно кубовидной и пяточной, компенсируя недостаток подвижности большеберцовой кости.
ВНЕШНИЕ ВРОЖДЕННЫЕ И ПРИОБРЕТЕННЫЕ ДЕФОРМАЦИИ



Самыми распространенными врожденными внешними деформациями, служащими причиной развития ненормальной пронации, являются дисплазия тазобедренного сустава, внутренняя торсия бедренной кости, торсия голени, варус и вальгус коленных суставов.



Вышеупомянутые деформации вызывают ротации нижней конечности и компенсируются пронацией в подтаранном суставе. К примеру, избыточная наружная ротация нижней конечности в фазу опоры сдвинет центр тяжести медиально. Увеличение медиальной нагрузки на стопу в свою очередь влечет за собой медиальную ротацию большеберцовой и таранной кости (сокращение и приведение подошвенной поверхности), в то время как пяточная кость уходит латерально в вальгус.



Внутренняя ротация нижних конечностей производит чрезмерные силы воздействия на латеральную часть стопы. Центр тяжести в фазу опоры должен проходить по центру стопы. С целью смещения центра тяжести медиально, происходит приведение переднего отдела стопы к заднему или стопы к ноге, что в свою очередь вызывает пронацию в подтаранном суставе. Направленные внутрь большие пальцы во время походки у детей являются хорошим примером внутренней ротации нижней конечности. Пронация подтаранного сустава является одним из возможных вариантов компенсации данной аномалии походки.

Как результат перечисленных деформаций, меняется положение пяточной, таранной, кубовидной и ладьевидной костей. Это влечет за собой снижение конгруэнтности суставных поверхностей и изменения артрокинематики голеностопного, подтаранного, предплюсневого суставов. Избыточное артрокинематическое движение происходит между 4мя костями: пяточной, таранной, ладьевидной и кубовидной. Таранная и большеберцовая кости вращаются медиально, пяточная кость уходит латерально в вальгус.


При ненормальной пронации движение пяточной кости под таранной описывается как подвывих. Таранная кость в фазу опоры зафиксирована в выемке голеностопного сустава, ограничивая движение во фронтальной плоскости. Большеберцовая кость движется медиально вперед, производя внутреннюю ротацию таранной и болшеберцовой кости. Движения таранной кости называются приведением и подошвенным сгибанием (рис.4). Опорный вес смещен медиально, давя на пятку, вызывает ее вальгусное положение.


Важно отметить, что данные артрокинематические движения являются ненормальными, так как они чрезмерны и постоянны. Компенсация нормальной пронации является лишь временным положением подтаранного сустава, и может произойти при изменении поверхности опоры.


На положение ладьевидной и кубовидной костей влияет движение таранной и пяточной кости. Избыточная пронация увеличивает расстояние между ними. Как отмечалось ранее, на рентгене сбоку, угол наклона пятки снижается, уменьшая высоту пятки относительно поверхности. В норме угол наклона составляет 15-30. Также снижается и высота кубовидной и ладьевидной костей (рис.3). У людей с плоскостопием (чрезмерная пронация) наблюдается широкая стопа, вторичная по отношению к увеличенному расстоянию между предплюсневыми костями.


Изменение биомеханики заднего и среднего отделов стопы вызывает определенные анатомические изменения, типичные для плоскостопия, которые можно наблюдать в позиции опоры. Эти изменения включают в себя вальгус (эверсию) пятки, выпячивание бугристости ладьевидной кости медиально, отведение переднего отдела стопы относительно заднего, снижение высоты медиальной арки стопы.

НЕНОРМАЛЬНАЯ СУПИНАЦИЯ



Существует 3 основные классификации ненормальной супинации. Первая - pes cavus когтистая стопа, когда передний отдел стопы зафиксирован в положении подорышвенного сгибания. Задний отдел стопы в фазу опоры находится в нейтрали (ни эверсия, ни инверсия). Второй тип - кавоварусная стопа с фиксацией подошвенного сгибания медиального свода или первого луча. В фазу опоры пятка находится в парусе или инверсии.


Root и коллеги определяют вальгус переднего отдела стопы как эверсию переднего отдела относительно заднего, подтаранный сустав в нейтрали. Инверсия пятки в фазу опоры компенсирует вальгус переднего отдела (рис.5). Вальгус переднего отдела и/или зафиксированный первый луч в положении подошвенного сгибания являются самыми распространенными внутренними деформациями, приводящими к ненормальной супинации подтаранного сустава. Этот автор исследовал зафиксированный первый луч в сочетании с вальгусом переднего отдела стопы и компенсацией в виде варуса заднего отдела стопы в подтаранном суставе.


Эквиноварусная стопа - третий тип деформации, когда фиксированное подошвенное сгибание наблюдается как в переднем, так и заднем отделах стопы. В фазу опоры в данном случае компенсация не требуется.


Этиология когтистой стопы может состоит из нейромышечного и идиопатического факторов. Некоторые нейромышечные заболевания могут служить причиной данной патологии, такие как церебральный паралич, болезнь Шарко-Мари-Тута, атаксия Фридрейха, мышечная дистрофия.

Идиопатический тип развивается вследствие вторичных факторов, к примеру, корь, скарлатина, дифтерия, которые вызывают патологии роста костей и мышц.


С функциональной точки зрения, ненормальная супинация - это неспособность стопы к пронации. В момент удара пяткой поверхности стопа должна быть в нейтрали и сражу начинать пронацию. При чрезмерной супинации, стопа остается в положении супинации в опорную фазу ходьбы или переходит в пронацию уже позднее. Root утверждает, что больше травм случается в тех случаях, когда пронация происходит в фазу толчка. Это можно наблюдать при нестабильной пятке в фазе отталкивания.


У пациентов с избыточной супинацией развиваются различные воспалительные процессы, такие как, плантарный фасциит, пяточные шпоры, тендинит ахиллесового сухожилия, метатарсалгия, бурсит коленного сустава.

ПРИМЕНЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО БИОМЕХАНИЧЕСКОГО ОРТЕЗА


Функциональный биомеханический отрез разработан с целью восстановления нормального расположения подтаранного и предплюсневых суставов, контролируя чрезмерные пронацию и супинацию, снижая действие ненормальной величины сил в кинетической цепи. Основной целью работы ортеза является поддержание вирусной или вальгусной деформации переднего отдела стопы и репозиция заднего отдела стопы (подтаранный сустав) как можно ближе к нейтрали. К примеру, для коррекции вируса переднего отдела стопы используется медиально поставленная подпорка или поддержка, чтобы создать опору для первого луча (рис.6). Медиальная подпорка также используется для предотвращения и/или контроля пятки от перехода ее в вальгусную деформацию.


Общее правило при этом гласит "создавай опору тому, что видишь". Например, при вирусной деформации переднего отдела стопы с углом 5', следует назначит ортез в виде медиальной опоры с таким же углом для ношения на постоянной основе. Ортез разработан для обеспечения поддержки первому лучу и/или деформации переднего отдела стопы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ


Возникновение ненормальной пронации и супинации означает ограниченное или избыточное движение в стопе и голеностопе, вторичными являются аномалии мягких и/или костных структур. Для правильного функционирования стопы в цикле походки необходимы компенсации деформаций. В большинстве случаев компенсация происходит в подтаранном суставе. Как следствие, совершается нормальный объем пронации и супинации, необходимый в опорную фазу ходьбы и для преодоления воздействия деформации. Это избыточные пронация и супинация.


Существует 2 основных типа ненормальной пронации и супинации. При первом типе стопа остается в положении пронации или супинации в фазу опоры походки, ресупинации или репронации не происходит. При втором типе ресупинация или репронация происходит в неправильное время фазы опоры. К примеру, пронация может начаться при подъеме пятки или в момент толчка. Стопа должна супинироваться в последний период фазы опоры для формирования стабильного рычага для толчка. Если стопа в пронации, теряется стабильность, происходит травма стопы и фаза походки, в которую происходит движение вперед становится менее эффективнее.


Использование ортозов для контроля длительности и объема пронации и супинации во время походки оказывает влияние на сол и дисфункции нижней конечности. Также необходимо оценивать внутренние и внешние относительно стопы мышечные дисбалансы. Работа должна включать в себя коррекцию отклонений от нормы как стопы, так и всей нижней конечности.

Made on
Tilda