АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ
На
правах рукописи
АРХИПОВ СЕРГЕЙ ВАСИЛЬЕВИЧ
Роль связки
головки бедренной кости
в патогенезе
коксартроза
14.01.15 – травматология и ортопедия
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата медицинских наук
Москва – 2012
Работа выполнена на кафедре травматологии и ортопедии
Федерального
государственного бюджетного
образовательного учреждения высшего
профессионального образования
«Российский университет дружбы народов»
Научный руководитель:
доктор медицинских наук,
профессор Скворцов Дмитрий
Владимирович
Официальные оппоненты:
доктор медицинских наук,
профессор кафедры травматологии, ортопедии и ВПХ
БОУ ВПО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России Лазишвили Гурам Давидович
доктор медицинских наук,
профессор, заведующий
кафедрой медицины катастроф медицинского факультета РУДН Соков Сергей Леонидович
Ведущая организация:
Государственное
учреждение Московский областной научно-исследовательский клинический
институт им. М.Ф. Владимирского
Защита состоится « 11 » февраля 2013 г. в « 13.00 » часов на заседании диссертационного совета Д 212.203.09 в РУДН по адресу: 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 8.
С диссертацией можно
ознакомиться в Научной библиотеке РУДН по адресу: 117198, г. Москва, ул.
Миклухо-Маклая, д. 6.
Автореферат разослан « »
декабря 2012 г.
Ученый секретарь диссертационного
совета кандидат медицинских наук М.Ю. Персов
Актуальность
исследования
В соответствие с современным согласованным определением,
артроз — это хроническое заболевание
сустава, являющееся результатом механических и биологических причин, приводящее
к патологическим изменениям суставного хряща и субхондральной кости [Nelson F., 2012].
Артроз тазобедренного сустава – коксартроз составляет 42,7-49,3% всех случаев
артроза различных локализаций [Героева
И.Б., Цыкунов М.Б., 1994; Волокитина Е.А., 2003]. Выявлено множество
этиологических факторов, способствующих развитию коксартроза, предложено ряд
теорий его патогенеза, но основная причина данного заболевания до сих пор не
установлена [Самчуков М.Л., Смирнова И.Л., 1989; Moro T. et al., 2009].
Клиническая картина и морфологические
изменения, свойственные для коксартроза, детально описаны в многочисленных
научных публикациях [Спиридонов Г.Г., 1959; Подрушняк Е.П., 1972; Bombelli R., 1976].
Ранним проявлением заболевания, наряду с болью, является нарушение биомеханики
поддержания одноопорной ортостатической позы и ходьбы [Корнилов Н.В. и соавт.,
1997; Волошин В.П., 2009; Flugsrud
G.B. et al., 2010].
В соответствии с существующими представлениями, при поддержании одноопорной
ортостатической позы в норме и при коксартрозе тазобедренный сустав представляет собой рычаг первого рода,
таз удерживается за счет напряжения отводящей группы мышц, уравновешивающей вес
тела, а результирующая сила действует на верхнюю полусферу головки бедренной
кости [Янсон Х.А., 1975; Chapchal G., 1965; Lüdinghausen M., 1990].
Предложенные ранее механические модели
тазобедренного сустава подтверждали
данные представления, но не учитывали функцию связочного аппарата [Беленький
В.Е., 1962; Гиммельфарб А.Л., Акбердина Д.Л., 1983; Pauwels F., 1965]. При этом в тазобедренном суставе насчитывается четыре наружные и две
внутренние связки, к которым относится и ligamentum capitis femoris [Кованов
В.В., Травин А.А., 1963; Синельников Р.Д., 1972]. Она является постоянным
анатомическим элементом опорно-двигательной системы, располагаясь в
ацетабулярной части тазобедренного сустава [Малахов О.А. и соавт., 2000; Barrett I.R., Goldberg
J.A., 1989]. В
связи с небольшими размерами и особенностями расположения ее визуализация
возможна только с применением специальных инструментальных методов [Кралина
С.Э., 2002; Орлецкий А.К. и соавт., 2004; Byrd J.W., 2006; Rühmann O., 2008].
По данным
литературы, ligamentum capitis femoris является проводником и защитником
сосудов, идущих к головке бедренной кости, участвует в образовании и распределении
синовиальной жидкости, регулирует внутрисуставное давление, обеспечивает проприорецепцию,
стабилизирует, укрепляет и амортизирует тазобедренный сустав, соединяет
головку бедренной кости и вертлужную впадину, ограничивает ротацию и приведение
бедра, является значимой для биомеханики тазобедренного сустава [Кованов
В.В., Травин А.А., 1963; Иваницкий М.Ф., 1985; Беренштейн М.Д., 1990; Гафаров
Х.З. и соавт., 1993; Неверов В.А., Шильников В.А., 1993; Wells K.F., Luttgens
K., 1976; Bombelli R., 1993; Garbe S., 1998]. Замечено, что мнения о роли
ligamentum capitis femoris в опорно-двигательной системе отличаются
противоречивостью, а ее значение – не установленным [Byrd J.W., 1998; Lampert C., 2009; Sierra R.J., Trousdate R.T., 2009]. Сейчас ligamentum capitis femoris признается
потенциальным источником боли и механических симптомов в тазобедренном суставе
[Bardakos N.V., Villar
R.N., 2009], но не
учитывается при рассмотрении его биомеханики.
При коксартрозе патологические изменения
наблюдаются не только со стороны костно-хрящевых структур, но и ligamentum
capitis femoris, отсутствие которой является характерной находкой [Дитерихс
М.М., 1937; Михельман М.Д., 1959]. Так артроскопически установлено, что уже на
ранних стадиях коксартроза ligamentum capitis femoris повреждена либо
дистрофически изменена [Малахова С.О., 2001; Byrd J.W., Jones
K.S., 2004; Rühmann
O. et al., 2006].
Анализ литературных данных
продемонстрировал отсутствие сопоставления симптомов коксартроза и
патоморфологических его проявлений с фактом патологии ligamentum capitis
femoris, а также недостаточную изученность ее значения для биомеханики
тазобедренного сустава и роли в развитии коксартроза.
Все это определило актуальность избранной
темы и послужило основанием для выполнения данного исследования.
Цель
исследования
Определить роль ligamentum capitis femoris в биомеханике тазобедренного сустава и патогенезе коксартроза.
Задачи
исследования
1. Выяснить значение ligamentum
capitis femoris для
биомеханики вертикальных поз и ходьбы в норме.
2. Изучить изменения ligamentum
capitis femoris, наблюдающиеся при коксартрозе.
3. Выявить и проанализировать клинические симптомы коксартроза,
определяемые в одноопорных позах и при ходьбе.
4. Установить связь между патологией
ligamentum capitis femoris, нарушением биомеханики и развитием коксартроза.
5. Изучить функцию ligamentum
capitis femoris на
механической модели тазобедренного сустава.
Научная
новизна исследования
1. Ligamentum capitis femoris является важной функциональной связью
тазобедренного сустава, способной стопорить его в ненапряженной одноопорной
позе, преобразовывать в аналог рычага второго рода и стабилизировать таз.
2. Натяжение ligamentum capitis
femoris в
вертикальных позах и при ходьбе перераспределяет часть нагрузки с верхних на
нижние сектора суставных поверхностей и снижает нагрузку на отводящую группу
мышц.
3. Клинические и рентгенологические признаки дисфункции ligamentum capitis femoris могут быть обусловлены ее повреждением,
удлинением, транспозицией областей крепления или отсутствием натяжения.
4. Дисфункция ligamentum capitis
femoris в
вертикальных позах и при ходьбе обуславливает локальную перегрузку элементов
тазобедренного сустава, что способствует развитию коксартроза.
5. На механической модели тазобедренного сустава, содержащей аналоги наружных связок, ligamentum capitis femoris и отводящей группы
мышц, изучено их взаимодействие в покое, а также при движениях.
Практическая
значимость исследования
1. Ligamentum capitis femoris стопорит тазобедренный сустав во фронтальной
плоскости, разгружает отводящую группу мышц, обеспечивает равномерное прижатие
вертлужной впадины к головке бедренной кости, стабилизирует таз в ненапряженной
одноопорной позе, а также способствует повороту таза вперед при ходьбе.
2. Клинические
симптомы, связанные со смещением центра масс тела в сторону опорной ноги и ее
перегрузки, а также рентгенологические признаки патологии верхнего сектора
тазобедренного сустава указывают на дисфункцию ligamentum capitis femoris и
позволяют заподозрить ее полное повреждение, удлинение, транспозицию областей
крепления или отсутствие ее натяжения в вертикальных позах и при ходьбе.
3. Дисфункция ligamentum capitis femoris, связанная с ее полным повреждением, удлинением, транспозицией областей
крепления или отсутствием натяжения, нарушает биомеханику тазобедренного
сустава, приводит к перегрузке
верхних секторов суставных поверхностей и отводящей группы мышц, что
обуславливает развитие коксартроза.
Положения,
выносимые на защиту
1. Ligamentum capitis femoris является важной функциональной связью
тазобедренного сустава, её
полное повреждение, удлинение, транспозиция областей крепления или отсутствие
натяжения нарушает биомеханику тазобедренного сустава и приводит к развитию
коксартроза.
2. Натяжение ligamentum capitis femoris в норме может стопорить тазобедренный сустав и преобразовывать в аналог
рычага второго рода, а в вертикальных позах и при ходьбе уменьшает нагрузку на
отводящую группу мышц и суставные поверхности, повышает устойчивость тела.
3. При
коксартрозе, как правило, наблюдается патология ligamentum capitis femoris в
виде ее отсутствия, удлинения, дистрофического изменения, травматического
повреждения или транспозиции областей крепления.
Апробация
и реализация результатов исследования
Основные положения диссертации доложены на
Седьмой Всероссийской
конференции по биомеханике "Биомеханика-2006" (г. Нижний Новгород,
22-26 мая 2006 г.); Третьей Научно-образовательной конференции
травматологов-ортопедов Федерального медико-биологического агентства
"Современные проблемы травматологии и ортопедии" (г. Москва – г. Дубна,
25-26 октября 2007 г.); Всероссийской
юбилейной научно-практической конференции, посвященной юбилею кафедры
травматологии, ортопедии и ВПХ РГМУ "Лечение сочетанных травм и
повреждений конечностей" (г. Москва, 10-11 октября 2008 г.); Первой
Научно-практической конференции "Реабилитация при патологии опорно-двигательного
аппарата" (г. Москва, 4-5 марта 2011г.); Первом
Швейцарско-российском Форуме по здравоохранению (г. Москва, 17-18 октября 2011 г.);
Заседании Научного общества травматологов-ортопедов Московской области (г. Москва,
8 декабря 2011 г.); Втором международном конгрессе АСТАОР (г. Москва, 12-13
апреля 2012 г.).
Данные исследования используются в травматолого-ортопедическом
отделении Калининградской областной клинической больницы, г. Калининград;
Светлогорской городской поликлинике, г. Светлогорск; Полесской центральной
районной больнице, г. Полесск; Городской клинической больнице №20, г. Москва.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 15 печатных
работ, в том числе две статьи в журналах, включенных в перечень ведущих
рецензируемых изданий, рекомендованных ВАК РФ; получен патент РФ на изобретение.
Объем
и структура работы
Диссертация изложена на 138 страницах текста и состоит из введения, обзора литературы, трех глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка использованной литературы, включающего 200 источников (99 отечественных и 101 зарубежных), иллюстрирована 27 рисунками, 26 таблицами и диаграммой.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Материалы и методы исследования
Для решения поставленных задач обследована группа лиц без признаков патологии тазобедренного сустава, состоящая из 104 мужчин (средний возраст 18,9±1,5 лет), а также 82 пациента, страдающих коксартрозом (средний возраст 62,6±11,6 лет). Среди обследованных было 29 мужчин (средний возраст 54,2±7,3 лет) и 53 женщины (средний возраст 67,2±9,9 лет). Первая стадия коксартроза выявлена у 22 пациентов, вторая – у 23, третья – у 37. У лиц контрольной группы изучены особенности поддержания одноопорной ортостатической позы. Были измерены: угол наклона таза, приведения бедра, тазо-бедренный угол и предельная величина приведения нижней конечности при моделировании ненапряженной одноопорной ортостатической позы в положении лежа лицом вниз с расслабленными мышцами. У лиц с коксартрозом изучены особенности поддержания одноопорной ортостатической позы, описаны визуально определяемые и субъективные симптомы, проведено тестирование функции отводящей группы мышц. В обеих группах изучена ходьба с применением цифровой видеокамеры Canon PowerShot A700. Проанализированы кинограммы ходьбы, по которым в середине одноопорного периода шага измерен угол наклона таза, приведения бедра, отклонения позвоночника во фронтальной плоскости и тазо-бедренный угол.
Рентгенанатомия тазобедренного сустава в норме изучена по 145 обзорным рентгенограммам таза лиц разного пола (средний возраст 26,9±6,8 лет), подобранным в архиве. Рентгенанатомия при коксартрозе изучена по 82 обзорным рентгенограммам таза с захватом обоих тазобедренных суставов у пациентов, обследованных клинически. Уточнена локализация и характер рентгенологических изменений в тазобедренном суставе при коксартрозе. С целью уточнения характера патологии тазобедренного сустава у 59 лиц из обеих групп выполнены обзорные рентгенограммы таза в различных типах одноопорной ортостатической позы. У 24 выявлен коксартроз, у 25 патологии тазобедренного сустава не отмечено. В норме и при патологии определено положение таза и бедра в одноопорной ортостатической позе, измерено плечо веса тела, плечо ligamentum capitis femoris и средней ягодичной мышцы как наиболее значимой из отводящей группы мышц.
Патоморфология тазобедренного сустава изучена у 265 пациентов разного пола (средний возраст 60,5±12,6 лет) при выполнении эндопротезирования тазобедренного сустава. Коксартроз отмечен у 206 (средний возраст 58,8±12,7 лет), а у 59 (средний возраст 67,3±11,9 лет) при переломе и ложном суставе шейки бедренной кости, признаков коксартроза не выявлено. Интраоперационно изучалась ligamentum capitis femoris, характер и локализация патоморфологических изменений тазобедренного сустава при коксартрозе.
С целью уточнения функции ligamentum capitis femoris поставлены эксперименты на сконструированной нами механической модели тазобедренного сустава. Она содержала бедренную и тазовую часть с вертлужной впадиной, аналоги ligamentum capitis femoris и наружных связок, а также динамометр, пружина которого воспроизводила функцию отводящей группы мышц. Моделированы условия равновесия таза во фронтальной плоскости в напряженной и ненапряженной одноопорной ортостатической позе. Уточнена локализация зон нагрузки головки бедренной кости в различные фазы приведения бедра при наличии, отсутствии и удлинении ligamentum capitis femoris, а также ее взаимодействие с отводящей группой мышц.
Результаты исследования и их обсуждение
При обследовании контрольной группы выявлено, что переход от двухопорной ортостатической позы к ненапряженной одноопорной ортостатической позе сопровождается наклоном таза в неопорную сторону. Угол наклона таза в неопорную сторону в ненапряженной одноопорной ортостатической позе составил 6,1±1,7°, а тазо-бедренный угол 77,7±1,9°.
При анализе распределения величин приведения бедра в ненапряженной одноопорной ортостатической позе и при моделировании ее в положении лежа выявлено, что величины данных углов близки между собой. Изучение кинограмм ходьбы показало, что в середине одноопорного периода шага наблюдается отклонение неопорной половины таза вниз во фронтальной плоскости в среднем 2,2±1,7°, а положение таза, бедра и позвоночника аналогичны таковому в ненапряженной одноопорной ортостатической позе.
При тестировании пациентов с коксартрозом установлено, что функция отводящей группы мышц сохранена, а в одноопорной ортостатической позе выявлено семь визуальных и субъективных симптомов: тремор опорной ноги, неустойчивость позы, поддержание ее менее одной минуты, боль в области тазобедренного сустава, дискомфорт и неестественность позы, приподнятое или горизонтальное положение таза (менее 2°), отклонение позвоночника в сторону опоры (более 2°). У пациентов с коксартрозом при ходьбе выявлены следующие симптомы: асимметрия, аритмичность движений сегментов конечностей, боль и дискомфорт в области пораженного тазобедренного сустава, отклонение позвоночника в сторону опоры в середине одноопорного периода шага более нормы, форсированный наклон корпуса тела вперед в начале одноопорного периода шага, наклон таза в неопорную сторону в середине одноопорного периода шага меньше нормы, избыточное отведение руки и нарушение ее балансировки на стороне поражения, отклонение шейного отдела позвоночника и головы в опорную сторону больше нормы.
Интраоперационные наблюдения при коксартрозе позволили установить преимущественное поражение верхнего сектора тазобедренного сустава (см. таблицу).
Таблица
Патоморфологические
изменения при коксартрозе (n=206)
|
Патоморфологическое изменение |
Значение |
|
Деформация головки
бедренной кости |
100% |
|
Деформация
вертлужной впадины |
100% |
|
Краевые остеофиты суставных поверхностей головки бедренной кости и вертлужной впадины |
100% |
|
Деструкция, истирание суставного хряща в верхнем секторе вертлужной впадины и головки бедренной кости |
100% |
|
Субхондральный остеосклероз в верхнем секторе головки бедренной кости |
100% |
|
Тотальное истирание хрящевого покрова головки бедренной кости |
64,5% |
|
Тотальное истирание суставного хряща вертлужной впадины |
49,2% |
|
Отсутствие ямки
вертлужной впадины |
44,5% |
|
Мелкая вертлужная впадина |
34,2% |
|
Внутрикостные
кисты головки бедренной кости |
32,5% |
|
Внутрикостные
кисты в верхнем секторе вертлужной
впадины |
28,7% |
|
Глубокая ямка вертлужной впадины |
21,3% |
В тазобедренном суставе без признаков коксартроза ligamentum capitis femoris представляла собой связку с прочной соединительнотканной основой со средними размерами: длина – 22,8±2,8 мм, ширина – 7,1±1,8 мм, толщина – 6,7±1,3 мм. При коксартрозе ligamentum capitis femoris была изменена во всех случаях и представляла собой: непрочный рубцово-изменённый тяж – 53,3%, отсутствовала – 33,4%, дистрофически изменена – 7,7%, имела признаки застарелого повреждения – 3,7%, удлинена, в том числе за счет частичного отрыва проксимального конца ligamentum capitis femoris – 1,9%.
В сравнении с данными изучения рентгенанатомии тазобедренного сустава без признаков патологии отмечено, что при коксартрозе наиболее характерным является изменение ширины суставной щели в верхнем секторе тазобедренного сустава. Так, симметричное сужение выявлено в 21%, асимметричное сужение в наружном отделе – 15%, асимметричное сужение во внутреннем отделе – 59%, которые были обусловлены локальным либо тотальным истиранием суставных хрящей. Расширение суставной щели в верхнем секторе наружного отдела тазобедренного сустава отмечено в 13%, во внутреннем – 3%, и было обусловлено деформацией суставных поверхностей. Также преимущественно в верхнем секторе тазобедренного сустава обнаруживались краевые остеофиты, субхондральный остеосклероз, внутрикостные кисты головки бедренной кости и вертлужной впадины.
По данным рентгенографии, в ненапряженной одноопорной ортостатической позе величина наклона таза в неопорную сторону в норме составила 5,8±2,4°. В одноопорной ортостатической позе при коксартрозе первой стадии величина наклона таза в сторону неопорной ноги составила 2,3±1,9°, а при второй и третьей стадии наклон в сторону опорной конечности – 4,6±2,5°. В норме соотношение плеча средней ягодичной мышцы и плеча веса тела составило 1:2,4; соотношение плеча средней ягодичной мышцы и плеча ligamentum capitis femoris – 1:0,68; соотношение плеча веса тела и плеча ligamentum capitis femoris – 1:0,35.
Экспериментами на модели установлено, что
ligamentum capitis femoris нормальной длины ограничивает приведение и стопорит
узел подвижности модели во фронтальной плоскости. За счет натяжения ligamentum
capitis femoris в позиции максимального приведения тазовая часть прижималась к
головке, что нами обозначено как "эффект
автолатерализации". При движении из крайнего положения наружной
ротации тазовая часть модели под действием силы тяжести спонтанно отклонялась
вниз и перемещалась по дуге вперед, что обозначено нами как "эффект авторотации". В
завершении данного движения тазовая часть модели останавливалась в положении,
когда ее длинная ось в горизонтальной плоскости оказывалась однонаправленна оси
шейки бедренной части модели. Это явление нами обозначено как "эффект автостабилизации"
тазовой части модели.
При расслаблении аналога отводящей группы
мышц аналог ligamentum capitis femoris стабилизировал тазовую часть в
сагиттальной, фронтальной и горизонтальной плоскости, а соприкосновение модели
вертлужной впадины и головки наблюдалось в нижнем секторе. Моделированием
отсутствия и удлинения ligamentum capitis femoris, характерных для коксартроза,
выяснено, что стабилизация тазовой части модели обеспечивается только аналогом
отводящей группы мышц, нагрузка на нее повышается, а результирующая сила
воздействует преимущественно на верхний сектор головки модели. При удлинении
аналога ligamentum capitis femoris или его отсутствии наклоном тазовой части в
опорную сторону в шарнире модели воспроизводился кранио-латеральный подвывих.
Экспериментально, клинически и
рентгенологически установлено, что в ненапряженной одноопорной ортостатической
позе, одноопорном периоде шага и асимметричной двухопорной ортостатической позе
ligamentum capitis femoris натягивается, ограничивая приведение бедра и наклон
таза в неопорную сторону. При этом ее натяжение стопорит тазобедренный сустав во
фронтальной плоскости и преобразует его в аналог рычага второго рода, что снижает нагрузку на отводящую группу мышц и
верхний сектор суставных поверхностей тазобедренного сустава, перераспределяя ее на нижний.
Натяжение ligamentum capitis femoris при
переходе из двухопорной ортостатической позы к ненапряженной одноопорной
ортостатической позе и в одноопорном периоде шага приводит к спонтанному
вращению таза вперед, стабилизирует его в горизонтальной и сагиттальной
плоскости, а также обеспечивает прижатие вертлужной впадины к головке бедренной
кости. Это способствует повышению
устойчивости тела в одноопорной ортостатической позе, а при ходьбе позволяет снизить
затраты мышечной энергии. В отсутствии натяжения ligamentum capitis
femoris при ее повреждении или удлинении в одноопорной ортостатической позе и
одноопорном периоде шага таз во фронтальной плоскости стабилизируется только за
счет напряжения отводящей группы мышц. Если одноопорная ортостатическая поза характеризуется
как напряженная, тогда условие равновесия таза аналогичны равновесию рычага
первого рода: LР = Lm Fm, где Р – вес
тела, L – плечо веса тела, Lm – плечо отводящей группы мышц, Fm – усилие отводящей группы мышц, а результирующая нагрузка действует преимущественно на
верхний сектор головки бедренной кости и вертлужной впадины (Рис. 1, а).
В норме в ненапряженной одноопорной ортостатической позе и середине одноопорного периода шага за счет наклона таза в неопорную сторону ligamentum capitis femoris натягивается, а нагрузка на отводящую группу мышц снижается. Условие равновесия таза в данном случае выражается формулой: LР = Lm Fm – Ll Fl, где Fl – вертикальная составляющая силы реакции ligamentum capitis femoris, Ll – плечо вертикальной составляющей силы реакции ligamentum capitis femoris. При напряжении отводящей группы мышц и натяжении ligamentum capitis femoris результирующая нагрузка действует как на верхний, так и на нижний сектор головки бедренной кости и вертлужной впадины (Рис. 1, б).
 |
| Рисунок 1 – Моделирование разных типов одноопорной ортостатической позы на модели тазобедренного сустава, схемы, условия равновесия и распределение нагрузки на головку бедренной кости; а) напряженная одноопорная ортостатическая поза в отсутствие ligamentum capitis femoris; б) ненапряженная одноопорная ортостатическая поза с натяжением ligamentum capitis femoris и напряжением отводящей группы мышц; в) ненапряженная одноопорная ортостатическая поза с натяжением ligamentum capitis femoris без напряжения отводящей группы мышц; условные обозначения: P – вес тела, L – плечо веса тела, F – нагрузка на головку бедренной кости, Fl – сила реакции ligamentum capitis femoris, Ll – плечо силы реакции ligamentum capitis femoris, Fm – усилие отводящей группы мышц, Lm – плечо отводящей группы мышц, mgm – средняя ягодичная мышца. |
В ненапряженной одноопорной ортостатической позе и в конце одноопорного периода шага при полном расслаблении отводящей группы мышц, происходит предельное натяжение ligamentum capitis femoris. За счет этого таз остается стабильным. Для данного случая условия равновесия в тазобедренном суставе аналогичны рычагу второго рода: LР = Ll Fl, а результирующая нагрузка практически полностью перераспределяется на нижний сектор головки бедренной кости и вертлужной впадины (Рис. 1, в).
Клиническими и инструментальными методами
обследования установлено, что при коксартрозе нарушается биомеханика
поддержания одноопорной ортостатической позы и ходьбы. Эксперименты на модели
продемонстрировали, что нарушения биомеханики тазобедренного сустава при
коксартрозе могут быть объяснены патологией ligamentum capitis femoris.
Установлено, что при коксартрозе при всех видах одноопорной ортостатической
позы, в двухопорной ортостатической позе, а также во всех периодах шага
тазобедренный сустав функционирует как аналог рычага первого рода. При этом
нагрузка преимущественно действует на верхний сектор головки бедренной кости,
увеличивается напряжение отводящей группы мышц, необходимое для стабилизации
таза, и усилие пронаторов бедра, поворачивающих таз вперед при ходьбе. Повышение
нагрузки на суставные поверхности, связки и мышцы тазобедренного сустава инициирует
в них развитие компенсаторно-приспособительных и дегенеративно-дистрофических
процессов, свойственных для коксартроза. Первично, морфологически и
рентгенологически патология обнаруживается в верхних секторах тазобедренного
сустава и в области отводящей группы мышц.
Клинические исследования позволили описать
группу объективных и субъективных симптомов коксартроза, являющихся следствием
перегрузки элементов опорно-двигательной системы и результатом интуитивной
попытки снизить на них нагрузку. Вышеописанный нами симптомокомплекс также
является проявлением дисфункции ligamentum capitis femoris. Выявление по четыре
симптома в одноопорной ортостатической позе и при ходьбе со значительной долей
вероятности дает основание заподозрить коксартроз, в том числе на
дорентгенологической стадии. Рентгенография позволяет подтвердить или
опровергнуть диагноз, уточнить характер и степень выраженности изменений в
тазобедренном суставе. Анализ полученных данных свидетельствует, что патология
ligamentum capitis femoris, приводящая к нарушению биомеханики тазобедренного
сустава, может являться первичным патоморфологическим изменением и причиной
развития коксартроза. Это свидетельствует в пользу механической теории
патогенеза данного заболевания. Изначально к патологии ligamentum capitis
femoris может приводить множество факторов, что объясняет полиэтиологичность
коксартроза.
С учетом важности ligamentum capitis femoris для функции тазобедренного сустава и ее роли в патогенезе коксартроза, требуется продолжение исследований с целью совершенствования способов диагностики патологии ligamentum capitis femoris, разработки методик ее восстановления при травмах и заболеваниях малоинвазивными способами, а также улучшение конструкций существующих эндопротезов тазобедренного сустава путем введения в них элементов-аналогов внутренних и наружных связок.
ВЫВОДЫ
1. Ligamentum capitis femoris является значимой функциональной связью тазобедренного сустава, а ее дисфункция в связи с повреждением, удлинением, дислокацией областей крепления либо отсутствием натяжения нарушает биомеханику вертикальных поз и ходьбы, что приводит к развитию коксартроза.
2. Ligamentum capitis femoris замыкает тазобедренный сустав во фронтальной плоскости, преобразуя его в аналог рычага второго рода, а ее натяжение в вертикальных позах и при ходьбе уменьшает нагрузку на отводящую группу мышц, а также верхние сектора суставных поверхностей тазобедренного сустава, что способствует повышению устойчивости поз и снижению затрат мышечной энергии при ходьбе.
3. При коксартрозе наблюдается патология ligamentum capitis femoris в виде ее отсутствия, удлинения, дистрофического изменения, травматического повреждения либо транспозиции областей ее крепления.
4. Патология ligamentum capitis femoris, нарушающая биомеханику тазобедренного сустава, изменяет величины нагрузок, действующих на его элементы, что приводит к последующему развитию в них компенсаторно-приспособительных и дистрофических процессов, характерных для коксартроза.
5. Симптомы коксартроза, определяемые при ходьбе и в вертикальных позах, являются ответом на перегрузку опорно-двигательной системы, а также биомеханическими приспособлениями, направленными на снижение нагрузки на тазобедренный сустав, повышение устойчивости позы и уменьшение затрат мышечной энергии.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
1. Патологию ligamentum capitis femoris возможно заподозрить при обнаружении в одноопорном ортостатическом положении: тремора опорной ноги, неустойчивости, способности поддерживать позу менее минуты, боли и дискомфорта в области тазобедренного сустава, отсутствия наклона таза в неопорную сторону, отклонения позвоночника в сторону опоры, а также выявления при ходьбе: хромоты, аритмичности движений конечностей и одиночных шагов, боли или дискомфорта в области тазобедренного сустава, отклонения позвоночника в сторону опоры, форсированного наклона тела вперед, отсутствия наклона таза в неопорную сторону, нарушения балансировки руки и / или ее отведения, отклонения головы в сторону опоры в одноопорном периоде шага. Уточнение патологии ligamentum capitis femoris возможно посредством артроскопии, рентгенографии, компьютерной и магнитно-резонансной томографии, артрографии, а у детей – сонографии.
2. Выявление вышеперечисленных клинических симптомов патологии ligamentum capitis femoris позволяет с высокой долей вероятности диагностировать коксартроз. Обнаружение более четырех симптомов свидетельствует о наличии коксартроза второй либо третьей стадии, а четырех и менее – о первой стадии. В отсутствии рентгенологических признаков, выявление клинических симптомов патологии ligamentum capitis femoris позволяет прогнозировать развитие коксартроза. Это требует постановки пациента на диспансерный учет как имеющего высокий риск развития коксартроза, а также продолжения диагностического поиска с целью уточнения причины нарушения биомеханики.
3. Реконструкция ligamentum capitis femoris при ее патологии и повреждении, а также коррекция положения областей ее крепления: устранение деформации проксимального отдела бедра, вертлужной впадины и тазовой кости позволят предотвратить развитие коксартроза. Введение аналога ligamentum capitis femoris в эндопротез тазобедренного сустава уменьшит скорость износа пары трения, снизит вероятность вывиха, обеспечит восстановление нормальной биомеханики ходьбы и вертикальных поз. Снижение веса тела, физической нагрузки в вертикальном положении и при ходьбе, исключение прыжков на одну ногу, форсированных приведений и вращений в тазобедренном суставе будет способствовать профилактике повреждений ligamentum capitis femoris.
Список опубликованных работ по теме диссертации
1. Архипов С.В. Функция связки головки бедренной кости: обзор лит. // Гений ортопедии. – 2006. – №4. – С. 105-107.
2. Архипов С.В. Роль связки головки бедренной кости в поддержании разных типов вертикальной позы // Физиология человека. – 2008. – Т.34. – № 1. – Январь-Февраль. – С. 89-95.
3. Патент РФ № 2089135, МПК7 А61F2/32. Полный протез тазобедренного сустава конструкции С.В. Архипова / Архипов С.В. – 93057862/14, Заявл. 30.12.1993; Опублик. 10.09.1997, Бюл. №25.
4. Архипов С.В. Клинико-экспериментальное обоснование эндопротеза тазобедренного сустава с аналогом связки головки бедренной кости // Нижегородский мед. журн. (приложение) – 2006. – С. 346-348.
5. Архипов С.В. Роль связок тазобедренного сустава в одноопорном периоде шага (экспериментальное исследование) // Труды научно-практической конференции «Реабилитация при патологии опорно-двигательного аппарата», Москва 4-5 марта 2011 года / Тезисы докладов. – М., 2011. – С. 9-10.
6. Архипов С.В. Значение связки головки бедренной кости в патогенезе коксартроза // Второй международный конгресс АСТАОР, Москва 12-13 апреля 2012 года / Тезисы докладов. – М., 2012. – С. 43.
7. Архипов С.В. Биомеханика тазобедренного сустава во фронтальной плоскости // VIII Всероссийская конференция по биомеханике «Биомеханика – 2006», Нижний Новгород 23-25 мая 2006 года / Тезисы докладов. – Нижний Новгород: ИПФ РАН, 2006. – С. 124-126.
8. Архипов С.В. Роль связки головки бедренной кости в патогенезе остеохондроза // Труды второй научно-практической конференции «Реабилитация при патологии опорно-двигательного аппарата», Москва 24-25 апреля 2012 года / Тезисы докладов. – М., 2012. – С. 5-6.9.
Архипов С.В. Мышечно-связочное взаимодействие в тазобедренном суставе // «Актуальные вопросы травматологии и ортопедии»: юбилейная всероссийская научно-практическая конференция / Тезисы докладов. – Травматол. и ортопед. России (специальный выпуск). – 2006. – №2. – С. 24-25.
10. Архипов С.В. Биомеханика одноопорной позы // «Актуальные вопросы травматологии и ортопедии»: юбилейная всероссийская научно-практическая конференция / Тезисы докладов. – Травматол. и ортопед. России (специальный выпуск). – 2006. – №2. – С. 24.
11. Архипов С.В. Биомеханика тазобедренного сустава в сагиттальной и горизонтальной плоскости // VIII Всероссийская конференция по биомеханике «Биомеханика – 2006», Нижний Новгород 23-25 мая 2006 года / Тезисы докладов. – Нижний Новгород: ИПФ РАН, 2006. – С. 126-128.
12. Архипов С.В. Упрощенная методика диагностики коксартроза // III научно-образовательная конференция травматологов-ортопедов Федерального медико-биологического агентства «Современные проблемы травматологии и ортопедии», Москва-Дубна 25-26 октября 2007 года / Тезисы докладов. – М., 2007. – С. 8.
13. Архипов С.В. О биомеханических нарушениях при коксартрозе // III научно-образовательная конференция травматологов-ортопедов Федерального медико-биологического агентства «Современные проблемы травматологии и ортопедии», Москва-Дубна 25-26 октября 2007 года / Тезисы докладов. – М., 2007. – С. 8-9.
14. Архипов С.В. О симптомах коксартроза при ходьбе // Всероссийская юбилейная научно-практическая конференция, посвященная юбилею кафедры травматологии, ортопедии и ВПХ РГМУ «Лечение сочетанных травм и повреждений конечностей», Москва 10-11 октября 2008 года / Тезисы докладов. – М., 2008. – С. 5-6.
15. Архипов С.В. Трактовка симптомов коксартроза выявляемых при ходьбе // Всероссийская юбилейная научно-практическая конференция, посвященная юбилею кафедры травматологии, ортопедии и ВПХ РГМУ «Лечение сочетанных травм и повреждений конечностей», Москва 10-11 октября 2008 года / Тезисы докладов. – М., 2008. – С. 6.
Рефераты
РОЛЬ СВЯЗКИ ГОЛОВКИ БЕДРЕННОЙ КОСТИ В ПАТОГЕНЕЗЕ КОКСАРТРОЗА
Архипов Сергей Васильевич
В проведенном исследовании клинически и рентгенологически обследованы пациенты с коксартрозом и контрольная группа лиц. Интраоперационно изучена патоморфология тазобедренного сустава и изменения связки головки бедренной кости при коксартрозе и переломе шейки бедренной кости без признаков коксартроза. На механической модели тазобедренного сустава уточнена роль связки головки бедренной кости в биомеханике вертикальных поз и ходьбы в норме и при ее повреждении. Патоморфологические и рентгенологические изменения при коксартрозе сопоставлены с фактом патологии связки головки бедренной кости.
On the Role of the Ligamentum Capitis Femoris in the pathogenesis of coxarthrosis
Arkhipov Sergey
In the research clinically and roentgenologically patients with coxarthrosis and a control group of persons. It is studied pathomorphology of the hip joint and change of the ligamentum capitis femoris at operation performance total hip arthroplasty at coxarthrosis and fracture of the neck of the femur without signs coxarthrosis. On mechanical models of the hip joint to study its biomechanics and biomechanics of the ligamentum capitis femoris functions of erect posture and walking in norm is specified and at its damage. Localisation of pathomorphologycal and radiological changes is compared at coxarthrosis with the fact of a pathology of the ligamentum capitis femoris.
Внешние ссылки:
Архипов СВ. Роль связки головки бедренной кости в патогенезе коксартроза: автореферат диссертации кандидата медицинских наук. Москва, 2012. 19 с. [researchgate.net]
Автор и организации
Архипов Сергей Васильевич
Соискатель ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.01.15 – травматология и ортопедия
Кафедра травматологии и ортопедии Российского университета дружбы народов, г. Москва
Городская клиническая больница №20, г. Москва
Доклад соискателя
Примечание
В отличии от печатной версии автореферата в настоящем электронном варианте произведена замена научных аббревиатур на полные термины.
Ключевые слова
ligamentum capitis femoris, ligamentum teres, связка головки бедра, биомеханика, тазобедренный сустав, коксартроз, патогенез, вертикальная поза, ходьба
Этиология и патогенез
Комментарии
Отправить комментарий