Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Изменения функции опорно-двигательного аппарата при коррекции нарушенного естественного роста нижних конечностей у детей и подростков

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Изменения функции опорно-двигательного аппарата при коррекции нарушенного естественного роста нижних конечностей у детей и подростков"

г , ^ I

Менщикова Татьяна Ивановна

На правах рукописи

ИЗМЕНЕНИЕ ФУНКЦИИ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ПРИ КОРРЕКЦИИ НАРУШЕННОГО ЕСТЕСТВЕННОГО РОСТА НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ У ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ

03.00.13 - «Физиология человека и животных»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических каук

Челябинск - 1997

Работа выполнена в лаборатории функциональных методов исследо ния Российского Научного Центра "Восстановительная травматология и топедия" имени академика Г.А. Илизарова в г. Кургане.

Научные руководители:

- заслуженный деятель науки Российской Федерации, академик РАМ! доктор медицинских наук, профессор Шевцов В.И.

- доктор медицинских наук Щуров В,А.

Официальные оппоненты:

- академик МАНЭБ, доктор биологических наук, профессор Кузнецов А.П

- доктор биологических наук, профессор Шорин Г.А.

Ведущая организация: Научно-исследовательский институт возр тной физиологии РАО, директор - д.б.н. Безруких М.М., г. Москва

Защита состоится " " ¿¿-/-¿-У/У 1997 года, в /О часов, на засе нии специализированного совета К 113.13.04. по присуждению ученой с пени кандидата биологических наук Челябинского государственного пе гогического университета. 454080, Челябинск, пр. Ленина 69.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки Челябинского государственного педагогического университета

Автореферат разослан "1С " МОЛ 1997 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.б.н.

Д.З. Шибкова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Нормальное и гармоничное физическое развитие - необходимая прелюдия, позволяющая ребенку и подростку без труда преодолеть все этапы эмоционально-психического развития и постичь положение взрослого. Любое нарушение физического развития как хронологического, так и морфологического характера способно затормозить психо-эмоциональное развитие. Если это нарушение связано с таким важным фактором как рост, то эмоциональные последствия часто бывают очень выражены и нарушают психологическое равновесие ребенка (Dalery J.,1991).

Среди системных поражений скелета чаще всего встречается ахондро-плазия, составляя 10,3% (Беникова Е.А., 1971; Беникова Е.А., Курбанов Т.Г.,1976)

По данным Бочкова Н.П.(1979), в Европе на 50 тыс. живорожденных детей приходится 1 больной ахондроплазией.

Характерной особенностью ахондроплазии является дефект в зоне хрящевой пролиферации, приводящий к развитию непропорциональной карликовости. Отставание роста тела у больных ахондроплазией обусловлено почти исключительно нарушением продольного роста нижних конечностей. Дети и подростки карликового роста обращают внимание окружающих, испытывают чувство неполноценности, так как имеют абсолютно нормальное интеллектуальное развитие. Возникают соответствующие сложности и во взрослой жизни: при выборе профессии, при пользовании общественным транспортом, в быту.

Aldegheri R. et al. (1988; 1991), Price С. (1989) указывают на необходимость коррекции роста при диспропорциональной карликовости. В настоящее время одним из принятых методов коррекции роста при ахондроплазии является оперативное удлинение бедра и голени с помощью аппарата Илизарова (A.c. N 500445418). С целью сокращения сроков лечения удлинение сегментов конечностей производится в два этапа: одновременно удлиняются два сегмента одной или разных конечностей. В дальнейшем удлиняются сегменты верхних конечностей.

Особенности роста, антропометрические диспропорции у детей и подростков с ахондроплазией достаточно подробно описаны в работах (Horton W. et al.,1978; Aicardi G. et al.; 1980; Шуров B.A. с соавт. 1982, 1984; Моргун В.А., Федь В.А., 1990,1991). В публикациях представлены и некоторые клинические аспекты применения метода Илизарова, обсуждается возможность увеличения длины конечностей на 20 и более см. Однако до сих пор не определены физиологические закономерности реакции организма у детей и подростков с ахондроплазией при одновременном удлинении бедра и голе-

ни, основанные на результатах оценки восстановления показателей локомоторной активности пациентов в отдаленные сроки после коррекции.

Проблема физиологического обоснования оперативного увеличения естественного роста конечностей определяется тем, что за последние годы величина удлинения конечностей при ахондроплазии возросла до 20-25 см при снижении этапности и увеличении темпов дистракции. Недостаточно изучено, как влияет такой прирост длины конечностей на сократительную способность мышц, на скорость передвижения больных, минутный объем сердца, распределение минутного объема периферического кровотока. Известно, что оперативное удлинение конечностей, в отличие от естественного роста, не сопровождается увеличением сократительной способности мышц. С ростом величин удлинения неминуемо должен наступить диссонанс между все возрастающими размерами конечностей и относительной недостаточностью динамометрических показателей. Важно установить, в каком виде деятельности этот конфликт проявится в наибольшей степени и оценить порог нарушения равновесия, который нежелательно переступать.

Цель работы заключается в физиологической оценке корректирующих влияний (по Илизарову) на кровоснабжение, сократительную способность мышц, локомоторную двигательную активность у детей и подростков с нарушениями продольного роста конечностей и определении на этой основе физиологически допустимых величин одновременного удлинения бедра и голени.

Задачи исследований:

1. провести сравнительную оценку влияния увеличения продольных размеров конечностей в условиях естественного роста и при удлинении их по Илизарову на сократительную способность мышц; - исследовать влияние перекрестного 2-этапного удлинения сегментов нижних конечностей на показатели периферической гемодинамики;

2. оценить влияние увеличения продольных размеров конечностей на основные параметры локомоторной функции.

Научная новизна

Впервые проведен комплексный анализ функционального состояния нижних конечностей у обследуемых с избирательной задержкой продольного роста длинных трубчатых костей. Показано влияние 2-этапного, одновременного перекрестного удлинения сегментов нижних конечностей на основные показатели локомоторной двигательной активности и центральной гемодинамики. Установлено, что в отдаленные сроки после коррекции длины конечностей большинство показателей (объемная скорость кровотока, показатели упругости мягких тканей) достигают уровня здоровых сверстников, имеющих такие же продольные размеры конечностей. На основании физио-

логических исследований определены оптимальные величины удлинения бедра и голени, при которых нормализуются продольные размеры нижних конечностей, восстанавливается пропорциональность между длиной корпуса и конечностями, сохраняются на достаточном уровне функциональные возможности локомоторного аппарата. Выявлена взаимосвязь между показателями сократительной способности мышц и среднесуточной локомоторной двигательной активности, а также между длиной нижних конечностей и значениями длины и периода шага.

Практическая значимость

Дано физиологическое обоснование оптимальных величин удлинения конечностей у детей и подростков с ахондроплазией при одновременном удлинении её сегментов. Показано, что максимальный прирост длины бедра лимитируется состоянием локомоторной функции, а длины голени - степенью смещения длины покоя мышц - тыльных сгибателей стопы. Выявлено, что у больных ахондроплазией детского возраста отставание в продольном росте костей сопровождается задержкой возрастной эволюции показателей биомеханических свойств мягких тканей,отражающей степень сохранение резервов их роста, которые могут быть количественно оценены при обследовании и реализованы в процессе дистракции.

Предложен способ определения должных показателей шага у больных после увеличения длины конечностей, позволяющий оценивать уровень восстановления параметров локомоции.

На основании анализа функциональной реабилитации мышц показано, что их функциональные свойства меньше нарушаются при оперативном изменении продольных размеров у детей с ахондроплазией в возрасте 9-12 лет.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. Избирательная задержка продольного роста конечностей у детей и подростков с ахондроплазией приводит к отставанию возрастного увеличения упругости и сократительной способности мышц, локомоторной двигательной активности.

2. После компенсации отставания роста конечностей допустимая величина снижения сократительной способности мышц бедра, определяется сохранением показателей локомоторной активности.

Апробация работы

Материалы диссертации доложены и обсуждены на международной научной конференции " Метод Илизарова - достижения и перспективы" (Курган, июнь, 1993); на заседании 7 Республиканской школы "Биология

опорно-двигательного аппарата" (Харьков, июнь, 1994); на 2-й научной коь ференции по биомеханике (Нижний Новгород, ноябрь, 1994); на междунг родной юбилейной научно-практической конференции посвященной 2'. летию РНЦ"ВТО" (Курган, октябрь, 1996).

Результаты исследований по теме диссертации отражены в 14 печатны работах.

Структура и объём диссертации

Диссертация изложена на 156 страницах машинописного текста, состс ит из введения, семи глав, заключения и выводов. Список использованно литературы изложен на 18 страницах и включает 175 отечественных и 7 зарубежных источников. В тексте диссертации содержится 41 рисунок и 3 таблиц.

Содержание работы

Материалы и методы исследования. Обследована контрольная груг па практически здоровых детей в возрасте от 3 до 17 лет (п=301). Показател физического развития соответствовали общепринятым стандартам. Исследс вание группы детей и подростков с ахондроплазией (5-17 лет, п=70) провс дилось до оперативной коррекции, в процессе дистракции и фиксаци (п=94), а так же в различные сроки после окончания удлинения нижних кс нечностей по методу Илизарова (п=151).

Для удлинения конечностей всем обследуемым, находящимся на ст< ционарном лечении в отделении регуляции роста детей РНЦ "ВТО" провс дили двойную кортикотомию бедра и берцовых костей контрлатерально голени. Средняя величина удлинения бедра составила 8-10 см, голени - 10-1 см. На следующем этапе лечения удлинили сегменты конечностей, бывши интактными.

У всех обследуемых оценивали сократительную способность мыш бедра и голени. Измерение максимального момента силы мышц- сгибателе и разгибателей голени и стопы производилось с помощью динамометрии^ ских стендов, сконструированных в РНЦ"ВТО".

Измерение поперечной твердости мышц производилось с помощы разработанного в РНЦ"ВТО" миотонометра и оценивалось в условных ед1 ницах. Прибор выполнен на базе индикатора перемещения часового типа И - 05 с ценой деления 0,01 мм. Прибор опускали строго вертикально на иссл( дуемый участок голени (брюшко латеральной головки икроножной мышцы Обследование проводилось в состоянии полного физического покоя, в пс ложении пациента "лежа на животе".

Для изучения показателей периферической гемодинамики использовали венозный окклюзионный плетизмограф "РЕ111С}иА'МТ-3500" (Швеция).

Принцип метода ОПГ основан на измерении увеличения объема голени при прекращении венозного оттока крови в условии окклюзии сосудов бедра давлением выше уровня венозного компрессионного, но ниже артериального диастолического. Вены голени при этом являются емкостью, в которой скапливается притекающая по артериям кровь.

Исследование локомоторной двигательной активности проводили с помощью механического шагомера "ШМ-6" фирмы "Заря". Это прибор инерционного типа, который срабатывает при ускорении центра тяжести тела по вертикальной составляющей. Для исследования локомоторной активности шагомер фиксировали на поясе обследуемых. Обследуемый проходил контрольный участок пути равный 100 метрам, одновременно регистрировали истинное число шагов и показания шагомера, определяли время прохождения 0 сек.). Рассчитывали декремент (Б) между истинным числом шагов в 100 метрах и показателем шагомера;

_количество истин, шагов

число шагов по шагомеру

Скорость ходьбы (V) определяли по формуле:

_ 100(л)*3600(с) " ~~ >

г

где I - время прохождения 100 м пути.

Исследовалась также и суточная локомоторная активность (СЛА): К

где Р - показатель шагомера за сутки, К- показания шагомера на контрольном участке пути.

Ультразвуковые исследования проводились с помощью аппарата "АЬОКА" с эхокамерой-ББО-бЗО (Япония). Ценность метода обусловлена высокой информативностью, безвредностью для пациента и исследователя. Ультрасонографию мышц осуществляли с использованием линейного датчика (7,5 Мгц). Стандартизация условий работы достигалась путем исследования мышц обеих конечностей на строго симметричных участках, в одинаковом режиме с одинаковой последовательностью и ориентацией. Датчик устанавливали вдоль оси сегмента конечности. Ориентиром служила передняя кортикальная пластинка бедренной кости (при исследовании 4-главой мышцы бедра). Толщину мышечных слоев измеряли как в покое, так и при её статическом напряжении.

Для исследования показателей центральной гемодинамики использовали доплеровский датчик (3,5 Мгц) в М-режиме. С помощью эхокардиогра-фии определяли минутный объемный кровоток, фракцию выброса, ударный объем, частоту сердечных сокращений.

Полученные данные обрабатывались методом вариационной статистики.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Данные, полученные при исследовании группы здоровых детей, подтверждают известные положения о том, что прирост продольных размеров тела пропорционален увеличению их возраста, и что период предпубертат-ного скачка роста конечностей характеризуется увеличением скорости изменения антропометрических размеров. У обследуемых женского пола периол ускоренного роста начинался раньше на 2 года (в 10 лет), чем у обследуемых мужского пола.

Вклад сегментов нижних конечностей в общий рост в 3-4 года равнялся 47%, а к 15 годам достигал 57%. Максимальная скорость роста тела наблюдалась у девочек в 3 года (2,1 см/год) и затем в 10 лет (2,5 см/год), а > мальчиков - в 3 года и в 13 лет (2,5 см/год).

Дефинитивные размеры тела у взрослых мужчин и женщин, по нашим данным, равнялись соответственно 177,7±0,7 и 164,7±0,6см. Нижними границами нормы принято считать величины, которые меньше средних показателей на два сигмальных отклонения. У наших обследуемых они составшн для мужчин и женщин соответственно 155 и 145 см. Эти границы на 24-25cn больше, чем продольные размеры тела у обследуемых с ахондроплазией.

По данным антропометрии, за период изменения возраста от 8 до 17 лет отставание общего роста от уровня здоровых сверстников увеличилось от 2i до 50 см. Рост, не превышающий 122-130 см, оценивается, как патологически низкий, т.е. карликовый (рис.1).

190 -] 1

170 -150 - • т —$— —*

5 —4— ----

1- т 3

и о а 130 -110 - 90- ^ 1 ,,—5--'...........— -Г Г "Г I' • 1 ' ■ "Т - -1 2

6,5 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Возраст, годы

Рис. 1. Рост тела в 3-х группах обследуемых: 1 - контроль, 2 - с задержкой продольного роста, 3 - после коррекции роста

Дефицит продольных размеров бедра и голени с увеличением возраста составлял 37% и 50% соответственно. Следовательно, для достижения нормальных пропорций продольных размеров нижних конечностей и корпуса у детей 8-12 лет необходимо удлинить конечности не менее, чем на 17 см, а в 13-17 лет не менее, чем на 20 см. Тогда длина тела у больных к окончанию периода естественного роста может достигнуть 138-142 см. Отставание продольных размеров конечностей у обследуемых с ахондроплазией сопровождалось значительным снижением показателя упругости задней группы мышц голени в 5 лет - 89% и в 16 лет - 76%.

Важным показателем, отражающим дееспособность локомоторного аппарата является сократительная способность мышц нижних конечностей. При исследовании группы практически здоровых детей в возрасте до 11 лет обнаружена взаимосвязь продольных размеров голени и показателей сократительной способности мышц. Чем старше обследуемые, тем при равной длине голени возраст оказывал большее влияние на показатели сократительной способности мышц. Так, при длине голени 36 см максимальный момент силы мышц -тыльных сгибателей стопы у детей 10 лет составлял 15,6 +1,2, а у подростков 14 лет — 28,9±1,5 Н.м, максимальный момент силы мышц-подошвенных сгибателей соответственно 76,6+11,8 и 99,5±12,7 Н.м.

Выявлено, что в группе здоровых детей 10 лет разница в длине голени может достигать 10 см. Различие в показателях максимального момента силы мышц -тыльных сгибателей стопы - 8,3 Н.м (0,83 Н.м на 1 см длины голени). У детей и подростков с ахондроплазией при отставании в длине нижних конечностей на 15 см, максимальный момент силы мышц - тыльных сги-

бателей стопы снижен на 12,5 Н.м (0,83 Н.м на каждый см разницы длины голени).

При исследовании сократительной способности мышц бедра у здоровых обследуемых выявлено более интенсивное увеличение показателя максимального момента силы мышц - разгибателей голени. Соотношение силы мышц - сгибателей и - разгибателей голени с возрастом изменялось от 68 до 78%. Замечено, что в 11 лет показатели максимального момента силы мышц бедра и голени выше у девочек, чем у мальчиков, что связано с более ранним наступлением предпубертатного ускорения роста конечностей.

Показатели максимального момента силы- мышц бедра и голени у здоровых детей и обследуемых с задержкой продольного роста в возрасте 10-11 лет представлены в таблице 1.

Таблица 1

Показатели максимального момента силы мышц бедра и голени (Н*м)

у обследуемых 10-11 лет

Группа мышц Контрольная группа обследуемых Больные ахондро-плазией до лечения

Мышцы-разгибатели голени 116 ±3,9 16,7 ±2,0

Мышцы-сгибатели голени 73 ± 3,2 10 ±1,3

Мышцы-тыльные сгибатели стопы 19 ±0,7 10 ±2,5

Мышцы-подошвенные-сгибатели стопы 70 ± 5,6 16,6 ± 3,6

Показатели локомоторной двигательной активности в группе здоровью обследуемых изменялись с увеличением возраста. У детей 5-6-летнего возраста число шагов на контрольном участке пути (100 метров) равнялось 186 ±10, к 7-10 годам снижалось на 20,4%, к 11-13 - на 26,3% у мальчиков и не 23,7% у девочек и к 14-16 годам - на 30% у обследуемых обоего пола. Пр1-этом время прохождения контрольного участка пути составляло у детей 5-6-летнего возраста 110±11 секунд, а к 14-16 годам уменьшалось до 78± 6 секунд. Соответственно, скорость ходьбы с возрастом имела тенденцию к увеличению.

Суточная локомоторная активность в контрольной группе детей опре делилась как общефизическим состоянием обследуемых, так и изменениел их двигательного стереотипа, повседневной потребности в ходьбе. Напри мер, у девочек и мальчиков 10-12 лет из подгруппы регулярно тренировав шихся спортсменов с легкоатлетической специализацией уровень суточно! локомоторной двигательной активности составлял соответственно 9,83 км \ 11,9 км. В подгруппе нетренированных обследуемых женского и мужског« пола соответственно 8,61 и 8,84 км в сутки.

Об уровне энергетических затрат при ходьбе судили по приросту частоты сердечных сокращений (ЧСС). Так после прохождения контрольного участка пути ЧСС у обследуемых младшего возраста увеличивалась на 15%, а у подростков - на 4%.

Таким образом, в исследуемой группе здоровых детей с увеличением возраста и продольных размеров нижних конечностей, а также выносливости и тренированности организма такие показатели как длина шага, скорость ходьбы, а также суточная локомоторная двигательная активность возрастали. При этом уменьшились показатель энерготрат и количество шагов на заданном участке пути.

При избирательной задержке продольного роста конечностей до лечения с увеличением длины конечностей число шагов, необходимое для прохождения контрольного участка пути, также уменьшалось. У больных в возрасте 6-7 лет число шагов составило 245±4, а у подростков в 12-14 лет 190±6. При этом дети проходили данный путь за 134 с, а подростки за 92с. Средняя скорость ходьбы с возрастом увеличивалась на 30%.

Показатель суточной локомоторной двигательной активности у обследуемых с ахондроплазией с увеличением возраста становился больше, составляя у детей 6-7 лет 1,81+0,39 км, в 12-14 лет - 6,1±0,68 км. Длина шага при ахондроплазии до лечения в среднем равнялась 47,5 см. С увеличением длины конечностей (Ь, см) как у здоровых обследуемых, так и у больных ахондроплазией возрастала длина шага (8, см);

8= 18 +0,73*1/, г=0,987, р<0,001.

Уменьшение числа шагов связано с увеличением длины конечностей не случайной зависимостью. В механике период колебания математического маятника (Т, 1/с) определяется длиной его плеча (Ь, м) следующей зависимостью:

где Ь-длина плеча, в- ускорение свободного падения.

При анализе зависимости длительности периода шага от длины конечностей у здоровых обследуемых установлена взаимосвязь, описываемая уравнением регрессии:

Т= ь/(17,2 + 0,63 *Ь).

Выявлено, что у детей и подростков длина плеча условного маятника с увеличением возраста уменьшается и составляет 45-55% от 'длины конечности.

У обследуемых с ахондроплазией длина конечности составляла в среднем 49 ±4,8 см, количество шагов на контрольном участке - 110±10,5. В таком случае длина плеча условного маятника должна совпасть с длиной конечности. Поскольку фактически это невозможно, следовательно до лече-

ния движение конечностей при ходьбе происходит не в соответствии с законами инерции. Так ходят здоровые дети первых лет жизни (Баскокова И.В., Витезон A.C., 1985). Отсюда легко понять, почему при ахондроплазии увеличена энергетическая стоимость локомоций и снижен их объём до лечения.

Таким образом, у детей и подростков с ахондрошшией до лечения снижены основные показатели локомоторной активности. Увеличение числа шагов не компенсирует отставание в скорости ходьбы.

Показатель суточной локомоторной активности увеличивался с возрастом и в среднем составлял 3,8 ±0,97 км.

Наиболее высокие значения объёмной скорости кровотока (ОСК) голени в состоянии покоя выявлены у детей 3 лет 5,5 ± 1,06 мл/мин* 100 см3. К 5 годам показатель снижался до 4,05±0,42 мл/мин* 100 см3. У обследуемых более старшего возраста величина ОСК продолжала снижаться, составляя в 9 лет 3,51 +0,37 мл/мин* 100 см3. Показатель пикового кровотока был достаточно высоким у обследуемых обоего пола и также имел тенденцию к возрастному снижению.

Индекс пикового кровотока (ИПК, отношение пикового кровотока f кровотоку покоя) у детей составлял 4,05 ±0,42 мл/мин* 100см3, а у подростков - 6,94 ±0,79 мл>'мин*100 см3. Следовательно, уровень резервных возможностей сосудистого русла нижних конечностей с увеличением числа прожи тых лет возрастал.

Временное ускорение кровотока покоя отмечалось в период предпубер татного ускорения роста тела. В дальнейшем показатель стабилизировала на уровне 2,37 ±0,15 мл/мин* 100 см3. Повышение скорости кровотока в пе риод ускорения роста тела объясняется не только изменением метаболиче ских запросов тканей, но и существенным увеличением напряжения растя жения мышц конечности.

У обследуемых с ахондроплазией в возрасте 5-6 лет показатель ОС! был на 96% выше, чем в контрольной группе. Далее наблюдалась аналогич ная норме тенденция к возрастному снижению показателя ОСК.

Величина показателя пикового кровотока свидетельствовала о степеш сохранении резервных возможностей периферического кровотока. Несмотр, на выраженное отставание в продольных размерах конечностей, этот показа тель у детей 5-6 лет составлял 13,43±0,78, в 12 лет 16,73±2,2 и достигал зна чений близких к максимальным , что подтверждает данные, ранее выявлен ные И.О. Тупицикым (1981).

Таким образом, выраженная задержка в продольном росте нижних ко нечностей, сопровождалась отставанием возрастного изменения показател упругости мышц я таких показателей ходьбы как длина шага, скорост ходьбы, суточная локомоторная двигательная активность.

В процессе коррекции роста максимальные значения кровотока поко наблюдались в kohle периода дистракшш голени (на 46% больше по сравне

нию с исходным уровнем). В процессе фиксации кровоток покоя постепенно снижался. Минимальные значения наблюдались перед снятием аппарата. Такое снижение свидетельствовало о начале периода "отрицательной фазы" скорости кровотока покоя.

Показатель пикового кровотока оставался достаточно высоким на протяжении всего периода дистракции и в конце фиксации снижался на 21%. Величина индекса пикового кровотока, характеризующая резервные возможности кровеносного русла, изменялась в процессе дистракции от 3,8 до 4,1 Наименьшие значения ИПК наблюдались в первые дни фиксации, что связано с высокими показателями кровотока покоя. В отдаленные сроки (более 1-го года) после снятия аппарата Илизарова показатель ОСК достоверно не отличался на удлиненной голени и смежной с удлиненным бедром голени и составлял 2,8 мл/мин*100 см3.

В отдаленные сроки после полной 2-этапной коррекции длины конечностей показатель ОСК конечностей составлял 2,8 мл/мин, тогда как у здоровых сверстников 2,5 мл/мин* 100 см3. При этом пиковый кровоток стабилизировался на уровне 11 мл в мин, а ИПК - 4,5. В норме эти показатели равнялись соответственно 11,5 и 4,6 мл/мин на 100 см3.

Таким образом, при общем удлинении двух сегментов нижних конечностей на 22 см, при среднем значении возраста обследуемых 13 лет, показатели объемной скорости кровотока и пикового кровотока практически не отличались от уровня показателей здоровых сверстников.

В первые два месяца после снятия аппарата при сравнительно большой величине удлинения (более 12 см) наблюдалась "отрицательная фаза" скорости кровотока, которая могла продолжаться до 2 лет. Это нормальное физиологическое явление, наблюдающееся в переходный период, когда потребности тканей в энергообеспечении нормализуются, но сохраняются биохимические компенсаторные механизмы повышенного извлечения кислорода из крови.

Показатели кровотока в отдаленные сроки после снятия аппарата в большей степени зависели от величины удлинения. Наибольшее значение кровотока наблюдалось при удлинении конечности на 50% от исходного уровня. При удлинении свыше 50% и менее 30% показатели кровотока были ниже исходного уровня.

После удлинения у сегментов конечностей восстановление объемной скорости кровотока происходило по мере восстановления амплитуды движения в суставах, увеличения локомоторной двигательной активности и скорости ходьбы до 3 км/час.

В отдаленные сроки после 2-этапного удлинения функция тазобедренного сустава восстанавливалась полностью (100%), коленного сустава - до 77-91% и голеностопного сустава - до 50-60%. Такое недовосстановление амплитуды движения в голеностопном суставе связано с медленным восста-

новлением силы передней группы мышц голени, с повторным растяжением нерва при наложении аппарата на смежное бедро.

Следовательно, при удлинении голени более уязвимым оказывается голеностопный сустав, что, вероятно, связано с медленным восстановлением структуры передней группы мышц голени. При исчерпании резервов адаптации наступала контрактура нижележащего голеностопного сустава.

Уровень восстановления функции голеностопного сустава зависел от срока после удлинения. Последующий стационарный уровень показателя функции суставов определялся как величиной удлинения, так и возрастом пациентов.

С помощью ультрасонографии выявлены различия в характере изменений структуры мышц. У обследуемых с ахоидроплазией, как и у их здоровых сверстников мышечная ткань имела характерную неоднородную структуру с продольной исчерченностью, визуализировались межмышечные перегородки. При статическом напряжении угол наклона мышечных пучков увеличивался.

В процессе дистракции происходят не только функциональные, но и структурные изменения в мышцах удлиняемого сегмента, ухудшается диф-ференцировка мышечных структур.

После удлинения бедра и голени на 10 см мышечные структуры выражены менее четко, чем до лечения, однако визуализировались и прямая, и промежуточная мышцы, а также межмышечные перегородки, мышца имели более правильную форму, отмечалось увеличение эхоплотности передней группы мышц бедра на 30%, а голени на 35-40% по сравнению с интактным уровнем, по-видимому, за счет разрастания соединительной ткани (о чем свидетельствоволо преобладание эхопозитивного сигнала).

При статическом напряжении отмечался прирост толщины мышечного брюшка. Угол между линией совпадающей с направлением сухожилия и вектором силы развиваемым мышечным волокном в покое, значительно уменьшался во всех группах мышц.

Максимальные значения показателя сократительной способности мышц-тыльных и подошвенных сгибателей стопы отмечались после удлинения голени на величины не более 10-12 см.

В период функциональной реабилитации происходило смещение длины покоя передней и задней групп мышц голени и относительно меньшее восстановление силы мышц- тыльных сгибателей стопы. При удлинение голени на 10-12 см изометрический максимум силы мышц - тыльных сгибателей стопы определялся при установке стопы в голеностопном суставе от 105° до 110°, после удлинения бедра на 8-10 см изометрический максимум силы смежной голени наблюдался при - 105°.

Наиболее полное восстановление силы мышц сгибателей и разгибателей голени отмечалось при удлинении бедра до 10 см.

Удлинение бедра на большие величины (+40-50% от длины интактного) вызывало более медленное восстановление сократительной способности мышц сгибающих и разгибающих голень: 60% и 86% соответственно.

Недовосстановление ММС мышц бедра, %

Рис.2 Взаимосвязь максимального момента силы мышц - разгибателей голени и суточной локомоторной двигательной активности

Выявлено, что допустимый уровень снижения сократительной способности мышц бедра, при котором локомоторная активность поддерживается на уровне свыше 4 км в сутки, является 30% от исходного значения (рис.2). Суточная локомоторная активность является- важным показателем качества жизни, основанном на взаимодействии организма с окружающей средой. Объем этой активности во многом определяется сократительной способностью передней группы мышц бедра. При ахондроплазии ходьба сопровождалась, как правило, большими энерготратами. Повышенная энергетическая стоимость локомоций у больных ахондроплазией объясняется перестройкой не только двигательного стереотипа, но меньшими резервными возможностями сердечной мышцы как до, так и после лечения. После полной двухэтапной коррекции средняя длина нижних конечностей составляла 71,3 см. С учетом длины плеча "маятника", период колебания равен 1,25 сек., что соответствует 96 шагам в минуту, при истинном значении - 97.

Длина нижних конечностей у обследуемых с ахондроплазией до лечения составляла в среднем 49 ±5 см, количество шагов на контрольном участке пути -110 ±10. По мере роста длины конечностей и после их полного удлинения наблюдался адекватный рост длины шага.

После удлинения конечностей в среднем на 45% (р<0,001) длина шага увеличилась на 24% (р<0,001). Количество шагов затраченных на прохождение контрольного участке пути в результате изменения длины конечностей

уменьшилось. Скорость ходьбы в среднем возросла на 15%, среднесуточная локомоторная активности - на 51%(р <0,05).

Учитывая важность целей удлинения (косметическую, социальную), при коррекции непропорциональной карликовости, несмотря на длительность и сложность лечения, оно оправдывается полученными результатами в тех случаях, когда улучшается локомоторная функция.

ВЫВОДЫ

1. Нарушение продольного роста нижних конечностей у обследуемых с ахондроплазией сопровождается соответствующим отставанием динамики биомеханических показателей мышц, величину которых можно рассматривать как один из показателей сохранения резервов роста тканей у детей.

2. У детей и подростков с отставанием конечностей в росте отмечается соответственно более низкий уровень сократительной способности мышц и основных показателей локомоторной активности.

3. Оперативное удлинение конечностей, в отличие от естественного роста, не приводит к адекватному увеличению сократительной способности мышц.

4. Физиологическим критерием допустимого удлинения голени является сохранение сократительной способности мышц - тыльных сгибателей стопы не менее 45-50% от уровня нелеченных сверстников, не сопровождающееся смещением установки стопы, соответствующей длине покоя мышц голени, более 15°.

5. При удлинении бедра, максимально допустимая величина недовосстанов-ления мышц - разгибателей голени, при которой показатели суточной локомоторной активности сохраняются в пределах 4 км, составляет 30% от исходного уровня.

6. Данные ультрасонографии подтверждают, что после удлинения сегментов нижних конечностей быстрее восстанавливается структура мышц-разгибателей бедра и подошвенных сгибателей стопы.

7. Одновременное перекрестное удлинение бедра и контрлатеральной голени в пределах 20-22 см не приводит к существенному нарушению кровоснабжения удлиняемого и смежного сегментов конечности.

8. В результате увеличения длины конечностей у больных в среднем на 46% (22 см) отмечается соответствующее близкое к расчетному увеличение длины шага в среднем на 24%, скорости ходьбы на 15%, суточной локомоторной двигательной активности на 51%.

СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Менщикова Т.И., Новиков К.И. Исследование поперечной твердости мышц удлиняемых по Илизарову и смежных сегментов нижних конечностей у больных с ахондроплазией /1 Всерос. конференция-ярмарка "Биомеханика на защите жизни и здоровья человека": Тез. докл. -Т.1. -Ниж.Новгород, 1992. -С. 151.

2. Щуров В.А., Менщикова Т.И. Биомеханические свойства кожных покровов и размеры конечностей /Там же. -С.245.

3. Шевцов В.И., Менщикова Т.И. Влияние удлинения бедра и контрлатеральной голени по Илизарову на показатели локомоторной двигательной активности у больных ахондроплазией /2 Всерос. конференция-ярмарка "Биомеханика на защите жизни и здоровья человека":Тез. докл. -Т. 1 .-Ниж.Новгород, 1994.-С. 192-194.

4. Менщиикова Т.И.,Новиков К.И. Анализ структурно-функционального состояния мышц у больных с ахондроплазией после удлинения бедра и контрлатеральной голени по Илиизарову /Тез. докл. "Биология опорно-двигательного аппарата.- Ортопед, гравматол. и протезир,- Харьков,-1994, - N4,- С.82.

5. Шевцов В.И., Менщикова Т.И., Салдин В.В. Физиологические критерии прогнозирования оптимальных величин удлинения сегментов нижних конечностей у больных ахондроплазией //'Тений ортопедии", 1996,-N 2-3,-С. 71.

6. Щуров В.А., Щурова E.H., Менщикова Т.И., Горбачева Л.Ю. Функциональное состояние мышц как фактор опосредующий стимулирующее влияние напряжения растяжения на процессы регенерации и роста /'Тений ортопедии", 1996, N 2-3, - С. 152-153.

7. Менщикова Т.И. Динамика артериального давления при полисегментарном удлинении нижних конечностей у больных с ахондроплазией /Актуальные вопросы детской травматологии и ортопедии: Материалы научно-практической конференции детских ортопедов-травматологов России,- С.-Пб., 1993.-С. 131.

8. Щуров В.А., Долганова Т.И., Менщикова Т.И. Интенсивность кровообращения и процессы регенерации и роста /Возрастные особенности физиологических систем детей и подростков: Тез. 1Y Всесоюзной конференции "Физиология человека".-М., 1990.-С.324-325.

9. Менщикова Т.И. Влияние увеличения роста у больных ахондроплазией на энергетическую стоимость локомоции и некоторые параметры центральной гемодинамики /Материалы XXYII научно-практической конференции врачей Курганской области.-Курган, 1995. -С. 108-109.

10. Щуров В.А., Попков A.B., Менщикова Т.И. Влияние предпубертагного скачка роста конечностей у больных женского пола на результаты их удлинения по Илизарову /Материалы XXYII науч-но-практической конференции врачей Курганской области. -Курган, - С. 149-150.

11. Менщикова Т.Н., Щуров В.А., Попков A.B. Исследование площади поперечного сечения мета-эпифизарной пластинки роста у больных ахонд-роплазией до лечения и после удлинения сегментов конечностей по Илизарову /Материалы XXYI1I юбилейной областной научно-практической конференции посвященной 50-летию Курганской областной больницы.-Курган,1996.-С. 152-154.

12. Менщикова Т.Н., Салдин В.В. Структурное состояние мышц у больных ахондроплазией до и после коррекции длины нижних конечностей по Илизарову /Материалы XXYI1I юбилейной областной научно-практической конференции посвященной 50-летию Курганской областной больницы.-Курган,1996.-С. 154-155.

13. Некоторые физиологические критерии перевода стационарных ортопедо-травматологических больных на амбулаторный режим лечения /В.И.Шевцов, Д.В.Долганов, В.А.Щуров и др. //Актуальные проблемы чрескостного остеосинтеза по Илизарову. -Сб. научных трудов.-Выпуск 12.-Курган, 1987. -С.92-98.

14. Менщикова Т.Н., Новиков К.И. Особенности кровоснабжения конечностей при одновременном удлинении бедра и голени с целью увеличения рост по методу Илизарова /Медико-биологические и медико-инженерные проблемы чрескостного остеосинтеза по Илизарову. -Сборник научных трудов. -Курган, 1989. -С.115-120.