Способ диагностики статических патобиомеханических расстройств

Профессор К.Б. Петров, аспирант М.А. Швец
ГОУ ДПО Новокузнецкий государственный институт усовершенствования врачей Росздрава, кафедра восстановительной медицины Новокузнецк, Россия

Резюме. Предложен новый способ количественной оценки статических асимметрий скелета человека, отличающейся недорогим оборудованием, малой трудоёмкостью и простотой алгоритма выполнения. Он основан на идее сравнения положения симметричных точек на теле человека во фронтальной и горизонтальной плоскостях, а также предусматривает учёт уровня, глубины и отношения к болевому синдрому фронтальных деформаций позвоночника. Для его осуществления требуется лазерный измеритель линейных расстояний, водяные весы и отвес.

Ключевые слова: сколиоз, боль в спине, биомеханика, диагностика

Sammary. The new way of a quantitative estimation of static asymmetries of a skeleton of the person, differing is offered by the inexpensive equipment, small labour input and simplicity of algorithm of performance. It is based on idea of comparison of position of symmetric points on a body of the person in face-to-face and horizontal planes, and also provides the account of a level, depth and the attitude to a painful syndrome of face-to-face deformations of a backbone. For its realization the laser measuring instrument of linear distances, water весы and a plumb is required.

Key words: scoliosis, a pain in a back, biomechanics, diagnostics

Методы объективной оценки патобиомеханических изменений в опорно-двигательном аппарате, основанные на различных физических принципах, широко применяется в ортопедии-тавматологии и в мануальной медицине [5, 12, 4, 9, 13]. Как правило, они основаны, либо на визуально-пальпаторных оценках, либо на измерении линейно-угловых характеристик отдельных деталей скелета in vivo (на живом) или по рентгенограммам.

Например, в «Способе компьютерной оптической топографии тела человека и устройство для его осуществления» [1] испытуемый устанавливается перед эталонной плоскостью, на его спину с помощью проектора, расположенного под углом 16 - 22^о проецируются вертикальные полосы. Изображение полос деформируется пропорционально рельефу поверхности спины. На одном расстоянии с проектором, но перпендикулярно пациенту располагается телекамера. После компьютерной обработки изображения посредством специальных алгоритмов получается цифровая модель поверхности спины в виде топографической карты с хорошо заметной асимметрией рельефа. Она позволяет рассчитывать многочисленные количественные параметры и оценивать деформацию позвоночника в трех плоскостях.

Авторы другого изобретения [3] предлагают проводить на теле человека горизонтальные линии через границы основных регионов тела: биаурикулярную (соединяет мочки ушей), биакромиальную (соединяет акромиальные отростки обоих ключиц), бикостальную (соединяет концы последних ребер), бикристоилиакальную (соединяет гребни подвздошных костей), заднюю биспинальную (соединяет задневерхние подвздошные кости), биисшиальную (соединяет бугристости седалищных костей), битуберкулярную (соединяет большие бугорки плечевых костей) и др. При этом исследователь мысленно сопоставляет направление хода этих линий с нормой и при нарушении их параллельности определяет направление угла, который они образуют. Всё это позволяет судить о патологически значимых нарушениях статической составляющей двигательного стереотипа.

Существенным недостатком первого способа является сложность и дороговизна оборудования, необходимого для его осуществления. К недостаткам второй методики следует отнести её трудоёмкость, субъективно-описательный характер производимых визуальных оценок и отсутствие точных данных о линейно-угловых характеристиках сравниваемых линий.

Задача настоящей разработки заключалась в создании методики количественной оценки статических асимметрий скелета, отличающейся недорогим оснащением, малой трудоёмкостью и простотой алгоритма выполнения.

Материалы и методы. Предлагаемый способ диагностики основан на идее сравнения положения симметричных точек на теле человека во фронтальной и горизонтальной плоскостях. Он также предусматривает учёт уровня, глубины и отношения к болевому синдрому фронтальных деформаций позвоночника. Для его осуществления требуется лазерный измеритель линейных расстояний, водяные весы и отвес.

Исследование начинают с отметки на теле испытуемого стандартных точек: акромиальных концов ключиц, больших бугорков плечевых костей, нижних углов лопаток, задних и передних остей таза, нижних ягодичных складок и т.д. Их выбор продиктован тем, что линии, проведённые через одноимённые точки обоих сторон тела, образуют границы основных регионов туловища (плечевого пояса, грудной клетки, таза) и отражают их пространственное расположение. Состояние каждого региона характеризуют несколько точек и, соответственно, линий (рис. 1).

Сначала больной располагается лицом к исследователю, по срединной линии в самой глубокой части яремной ямки (fossa jugularis) на коже ставится отметка цветным маркером (рис. 1 – 1), затем отмечается проекция больших бугорков плечевых костей (рис. 1 – 2-2); углов рёберных дуг - обычно они расположены чуть латеральнее среднеключичной линии и соответствует месту перехода хрящевой части ребра - в костную (рис. 1 – 3-3), и передних верхних остей таза (рис. 1 – 4-4).

Рис. 1

5-5 – биакромиальная линия; 2-2 - битрохантериальная линия; 6-6 – биаксиллярная линия; 7-7 – бискапулярная линия; 3-3 – бикостальная линия, 4-4 – передняя биспинальная линия; 8-8 – задняя биспинальная линия; 9-9 – биглютеальная линия.

После этого пациента поворачивают спиной к исследователю и отмечают положение ключично-акромиальных сочленений с обеих сторон (рис. 1 – 5-5); точек, расположенных между плечом и лопаткой в наивысшей части подмышечной складки (рис. 1 – 6-6); нижних углов лопаток (рис. 1 – 7-7); задних верхних подвздошных остей таза (рис. 1 – 8-8), а также точек, соответствующих наиболее дистальным отделам дуг нижних ягодичных складок (рис. 1 – 9-9).

Для исследования асимметрий тела относительно фронтальной плоскости, испытуемый устанавливается спиной к стене в нормальной стойке [8]: туловище и голова выпрямлены, руки вытянуты вдоль туловища, вес тела симметрично распределён на обе ноги, пятки вместе. Чтобы уменьшить погрешность измерений от непроизвольных покачиваний тела, лопатки и ягодицы должны касаться поверхности стены.

На полу в проекции сагиттальной оси мелом проводят линию длинной 2,5 – 3,0 м. В конце этой линии устанавливается трёхопорный фотоштатив высотой около 1,5 м. Его передняя непарная опора располагается на линии, а две другие отстоят от неё на равные расстояния справа и слева.

К резьбовому креплению штатива присоединяется лазерный измеритель расстояний. В нашем случае это был цифровой лазерный дальномер «PROFESSIONAL DLE-50» фирмы Bosch (Германия) с максимальной систематической погрешностью не более ± 3 мм, обычно используемый для строительных работ.

Точка лазерного луча совмещается с одной из точек, намеченных на теле пациента; в соответствии с приложенной к прибору инструкцией производится измерение расстояния до неё от корпуса дальномера в миллиметрах (рис. 2).

Рис. 2. Исследования асимметрий тела относительно фронтальной плоскости с помощью лазерного дальномера

Сначала измеряются расстояние до точек на вентральной поверхности туловища (на рис. 1 они помечены белыми кружочками и имеют следующую нумерацию: 1; 2-2; 3-3; 4-4), затем испытуемый поворачивается лицом к стене, касаясь её лбом, и производится измерение расстояния до точек на дорзальной поверхности тела (рис. 1 – 5-5; 6-6; 7-7; 8-8; 9-9). Полученные результаты заносится в специальную компьютерную базу данных.

Для исследования асимметрий тела относительно сагиттальной плоскости используются водяные весы [9]. В нашем случае они были изготовлены из корпусов двух медицинских шприцев емкостью по 10 мл, соединённых гибкой хлорвиниловой трубкой длиной 30 - 35 см. Вся система заполнена водой (рис. 3).

Рис. 3. Исследование асимметрий тела относительно фронтальной плоскости с помощью водяных весов

В положении испытуемого лицом к стене исследователь прикладывает верхние срезы шприцев к одноимённым точкам правой и левой стороны тела (на рис. 1 эти точки помечены тёмными звёздочками и имеют следующую нумерацию: 5-5; 6-6; 7-7; 8-8 и 9-9), а в положении спиной к стене исследуется уровень точек 4-4 (рис. 1). Данные о положение уровней воды, соответственно делениям на шприцах, также заносят в базу данных.

В конце исследования выявляют положение и размеры сколиотических искривлений позвоночника (если они визуально заметны). С помощью известных ориентиров [3] определяют позвонки, соответствующие вершинам основной и компенсаторной дуг сколиоза. Затем берут два отвеса, один из них совмещают с остистым отростком С₂, другой – с вершинами сначала основной, а затем компенсаторной сколиотических дуг. Расстояния между нитями отвесов каждый раз замеряют линейкой. Полученные результаты, а также сведения об отношении дуг сколиоза к болевому синдрому (гомо - или контрлатерально) заносят в базу данных.

Особенности обработки данных. Для описания ориентации тела в пространстве через центр тяжести принято проводить три основных плоскости тела: горизонтальную, сагиттальную и фронтальную. Точки тела, расположенные спереди от фронтальной плоскости, обозначаются знаком «+», а точки, расположенные позади от неё – знаком «-». [7].

Рис. 4. Пример выявления торсии отдельных сегментов туловища относительно друг друга и фронтальной оси в горизонтальной плоскости (биометрическое исследование больного Г-ва)

Известно, что при нормальном типе стояния фронтальная плоскость совпадает с линией центра тяжести и проходит через козелки обоих ушей [10], переднюю дугу атланта, кпереди от тел шейных грудных и верхнепоясничных сегментов; далее она соответствует телам третьего – пятого поясничных позвонков, располагается на 2 см кзади от центра тазобедренных, на 1 см кпереди от центра коленных и на 4 см кпереди от центра голеностопных суставов [11, 2, 6, 8, 14]. Таким образом, для упрощения определения расстояния до фронтальной плоскости лазерным дальномером вполне оправдано сделать допущение, что фронтальная плоскость проходит в непосредственной близости от дна яремной ямки (fossa jugularis).

После занесения данных измерения расстояний от лазерного дальномера до вышеописанных точек (рис. 2) в компьютер, с помощью стандартных процедур программы «Microsoft Excel 2007» производятся автоматические вычисления по нижеследующему алгоритму.

Когда точки расположены на вентральной поверхности тела, то из расстояния до fossa jugularis, соответствующего положению фронтальной плоскости, вычитается расстояние до данной точки. Когда выбранные точки расположены на дорзальной поверхности тела, наоборот, из расстояния до данной точки вычитается расстояние до фронтальной плоскости.

В обоих случаях, если разность положительна - значит, что исследуемая точка смещена вентрально от фронтальной плоскости, а если отрицательна – то – дорзально.

Рис. 5. Пример выявления асимметричного расположения тазового и плечевого поясов относи-тельно друг друга и горизонтальной оси во фронтальной плоскости (биометрическое исследование больного Г-ва)
 

На основе полученных данных строится график. На нём одноимённые гомо- и контрлатеральные болевому синдрому точки соединены прямыми линиями. Таким образом, график демонстрирует отношение биакромиальной (рис. 1 – 5-5), битрохантериальной (рис. 1 – 2-2), биаксиллярной (рис. 1 – 6-6), бикостальной (рис. 1 – 3-3), передней (рис. 1 – 4-4) и задней (рис. 1 – 8-8) биспинальных линий к фронтальной оси. В целом, эта графическая интерпретация даёт представление о торсии отдельных сегментов туловища относительно друг друга и фронтальной оси в горизонтальной плоскости (рис. 4).

На втором этапе исследования с помощью водяных весов фиксируют положение биакромиальной (рис. 1 – 5-5), бискапулярной (рис. 1 – 7-7), передней (рис. 1 – 4-4) и задней (рис. 1 – 8-8) биспинальных, а также биглютеальной (рис. 1 – 9-9) линий. Отметки уровней жидкости в обоих шприцах, соответствующие делениям на их корпусах в миллилитрах, заносятся в компьютер. Дальнейшие вычисления производятся программой «Microsoft Excel 2007» по следующему алгоритму.

Поскольку в вышерасположенном шприце уровень жидкости расположен ниже, то и его показатель в миллилитрах оказываются ниже, чем на противоположной стороне. Для исправления этой систематической погрешности имеющиеся значения вычитаются из 10,0 (в случае 10-граммового шприца). Полученная разность путём умножения на коэффициент пересчёта (для каждого типа шприца он определяется индивидуально) переводится в миллиметры. Затем из большего значения вычитается меньшее, что позволяет определить относительную асимметрию одноимённых точек правой и левой стороны в миллиметрах. По преобразованным таким образом данным строятся графики, позволяющие судить о боковом наклоне отдельных частей туловища относительно друг друга и горизонтальной оси во фронтальной плоскости (рис. 5).

Рис. 6. Пример визуального отображения S-образой сколиотической деформации позвоночника с основной дугой на уровне L3 и компенсаторной – на уровне Th6 (биометрическое исследование больного Г-ва)
 

На заключительном этапе исследования, с помощью пальпации, двух отвесов и линейки (методика подробно писана выше) определяется уровень, глубина и направление сновной и компенсаторной дуг сколиоза (если они имеются). На основе полученных данных средствами «Microsoft Excel 2007» строится график, позволяющий судить о девиации позвоночника относительно сагиттальной оси во фронтальной плоскости (рис. 6).

Рассмотрим пример. Больной Г-в, 25 лет (рис. 7) обратился к специалисту по мануальной терапии 16.07.08. с жалобами на боли в области поясницы и в правой ягодице, обострение 2 недели. Лечился в поликлинике по месту работы – без эффекта. Подобное же обострение было 5 лет назад, тогда успешно лечился блокадами и иглоукалыванием в частном медицинском центре.

На представленных поясничных спондилограммах: полная симметричная люмбализация S₁; spina bifida S₁; снижение высоты дисков в сегментах L_4-5; L₅-S₁; ретролистез на этих уровнях.

Рис. 7. Конфигурация дорзальных отделов туловища больного Г-ва.

Объективно. Поясничный лордоз выпрямлен. Хорошо заметен рефлекторный сколиоз выпуклостью влево, вершиной в нижнепоясничном отделе позвоночника. В грудном отделе имеется легко выраженная компенсаторная дуга сколиоза противоположной направленности. Коленный рефлекс снижен справа, ахилловы - с обеих сторон. Чётких чувствительных расстройств корешкового типа нет. Прослеживаются признаки гипестезии в дерматоме L₅ справа. Наиболее болезнен и расширен межостистый промежуток L_4-5.

Диагноз. Поясничный остеохондроз в аномальном позвоночнике (люмбализация, spina bifida S₁). Клинически актуальный уровень поражения - L_4-5. Предположительно эластическая протрузия, острая трещина и отёк диска на этом уровне. Признаки раздражения корешков L_4-5 справа и S₁ с обеих сторон. Синдром дискогенного люмбаго IY степени выраженности клинических проявлений.

Больному произведено биометрическое обследование по вышеописанному алгоритму. После компьютерной обработки первичного материала программой «Microsoft Excel 2007» были построены графики.

На рис. 4 прежде всего бросается в глаза, что биаксиллярная линия (отражает положение плечевого пояса и передняя биспинальная линия (отражает положение таза) находятся под тупым углом друг к другу, а бикостальная линия (отражает положение нижних отделов грудной клетки) образует острые углы с двумя предыдущими линиями.

Всё это говорит о том, что плечевой пояс ротирован по часовой стрелке относительно фронтальной оси на 36^о, а нижние отделы грудной клетки – напротив повёрнуты против часовой стрелки на 15^о. Они образуют между собой угол в 25^о. В тоже время таз ротирован против часовой стрелки на 38^о относительно фронтальной плоскости, образуя угол в 23^о с грудной клеткой и 70^о - с плечевым поясом.

На рис. 5 видно, что концы биакромиальной (рис. 1 – 5-5) и бискапулярной (рис. 1 – 7-7) линий (отражают положение плечевого пояса) приподняты на 2,1 мм гомолатерально болевому синдрому, образуя с горизонтальной плоскостью угол в 3^о. В тоже время концы передней (рис. 1 – 4-4) и задней (рис. 1 – 8-8) биспинальных линий, а также биглютеальная линия (отражают положение таза) приподняты на 4,2 – 2,1 мм контрлатерально болевому синдрому, образуя с горизонтальной плоскостью углы в 3^о – 7^о.

На рис. 6 видно, что вершина основной дуги сколиоза соответствует L₃ позвонку и имеет глубину 25 мм, а вершина компенсаторной дуги сколиоза соответствует Th₆ и имеет глубину 18 мм.

Таким образом, проведённое биометрическое исследование предлагаемым способом выявило наличие у пациента сложной трёхплоскостной деформации туловища: плечевой и тазовый пояс ротированы относительно друг друга в пределах 70^о. Одновременно с этим оба пояса наклонены друг к другу контрлатерально болевому синдрому и веерообразно расходятся гомолатерально, образуя между собой угол 30^о – 41^о. При этом позвоночник имеет S-образное сколиотическое искривление с вершиной основной дуги в поясничном отделе (L₃), направленной гомолатерально болевому синдрому, и вершиной компенсаторной дуги в среднегрудном отделе (Th₆), направленной контрлатерально.

Выводы. Таким образом, предложенный метод исследования статических деформаций скелета прост в исполнении и не требует больших материальных затрат. При этом они обладают достаточной чувствительностью и точностью, позволяя выявить и количественно оценить наличие у пациента сложных трёхплоскостных деформаций туловища, незаметных при обычной визуально-пальпаторной диагностике.

Разработанная нами методика может быть полезна для диагностики статических патобиомеханических расстройств различного генеза.

1. Cарнадский В.Н. Способ компьютерной оптической топографии тела человека и устройство для его осуществления / В.Н. Cарнадский, М.А. Cадовой, Н.Г. Фомичев. - Патент Евразийской патентной организации № EA 000111B1 от 27.08.1998. М. кл. A61B 5/103.
2. Беленький В.Е. Влияние веса тела на формирование функциональных изгибов позвоночника.// Ортопед. Травматол / В.Е. Беленький - 1970. - N2. - С.45-49.
3. Васильева Л.Ф. Способ диагностики статических нарушений у больных с хроническими болевыми мышечными синдромаи / Л.Ф. Васильева, И.Р. Шмидт, О.Г. Коган. - заявка № 96109392 от 06. 05.1996. М. кл. A61B5/00.
4. Веселовский В.П. Клиническое и инструментальное обследование больных с вертеброгенными заболеваниями нервной системы: Учебное пособие для врачей-курсантов / В.П. Веселовский, В.М. Романова, В.П. Третьяков - Л., 1982.- 46 с.
5. Гамбурцев В.А. Гониометрия человеческого тела / В.А. Гамбурцев. - М., Медицина, 1973. - С. 6 - 87.
6. Гурфинкель В.С. Регуляция позы человека / В.С. Гурфинкель, Я.М. Коц, М.Л. Шик - М., Наука, 1965. - 256 с.
7. Дубровский В.И. Биомеханика: учебное пособие для средних и высших учебных заведений / В.И. Дубровский, В.Н. Фёдорова - М.: Изд-во ВЛАДОС-ПРЕС, 2003. – 672 с.
8. Зациорский В.М. Биомеханика двигательного аппарата человека / В.М. Зациорский, А.С. Аруин, В.Н. Селуянов - М., Физкультура и спорт, 1981.- 143 с.
9. Коган О. Г. О вертебральной статической составляющей двигательного стереотипа. Мануальная терапия в артровертеброневрологии / О. Г. Коган, Л. Ф. Васильева - Новокузнецк. 1990. С. 18-25.
10. Левит К. Мануальная медицина /пер. с нем./ К. Левит, Й. Захсе, В. Янда - М., Медицина, 1993.- 510 с.
11. Николаев Л.П. Руководство по биомеханике в применении к ортопедии, травматологии и протезированию / Л.П. Николаев - Киев, 1947. - 315 с.
12. Попелянский Я.Ю. Ортопедическая неврология. Вертеброневрология. Руководство для врачей. Том 1. Синдромология / Я.Ю. Попелянский - Казань, 1997. — 554 с.
13. Руководство по ортопедии и травматологии. Т. 1 / под. ред. С.Ф. Годунова - М., Медицина, 1967, с. 110 - 111, 170 - 199.
14. Уфлянд Ю.М. Физиология двигательного аппарата человека / Ю.М. Уфлянд - М., Медицина, 1965.- 363 с.

Доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой восстановительной медицины Государственного образовательного учреждения «Новокузнецкий государственный институт усовершенствования врачей» Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию.

Адрес. 654005, г. Новокузнецк, пр. Строителей, 5, НГИУВ. тел. раб.- 8(384-3) 73-47-30; факс- 8(384-3) 73-47-30; тел. моб. +7　905　910 99 19; e-mail: petrov@zaoproxy.ru .

Врач-невролог, мануальный терапевт. Очный аспирант кафедры восстановительной медицины 2-го года обучения Государственного образовательного учреждения «Новокузнецкий государственный институт усовершенствования врачей» Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию.

тел. моб. +7 9236010125. e-mail: shvec@inbox.ru