Взаимодействие патологически удлиненной LCF и вертлужной губы

 

Взаимодействие патологически удлиненной связки головки бедренной кости и вертлужной губы

На настоящем этапе экспериментальных исследований нами уточнялось взаимодействие вертлужной губы, labrum acetabulare, с максимально удлиненной связкой головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris. Для этого аналог вертлужной губы прикреплялся к торцу модели вертлужной впадины винтами и уголками, предназначенными для фиксации аналогов наружных связок. Максимальное удлинение аналога связки головки бедренной кости достигалось закрепленным его проксимального конца в отверстии канавки фасонной выточки, находящимся на расстоянии 8 мм от наружного края (Рис. 1).

Рис. 1. Соединение модели вертлужной впадины с аналогом вертлужной губы при максимальном удлиненном аналоге связки головки бедренной кости, закрепленным в отверстии канавки фасонной выточки, находящимся на расстоянии 8 мм от наружного края.

 

Изначально на стержень (ножку) бедренной части модели одевался аналог вертлужной губы. Затем с головкой бедренной части соединялась модель вертлужной впадины, натягивался и закреплялся аналог связки головки бедренной кости. После этого аналог вертлужной губы прикреплялся к торцу модели вертлужной впадины. Таким образом, собиралась трехмерная механическая модель тазобедренного сустава для описываемых экспериментов (Рис. 2).

Рис. 2. Трехмерная механическая модель тазобедренного сустава человека с аналогом вертлужной губы с максимально удлиненным аналогом связки головки бедренной кости, закрепленным на краю канавки фасонной выточки (вид модели спереди).

  

Тазовая часть модели имела возможность вращения относительно головки во всех трех плоскостях с некоторым усилием вследствие трения аналога вертлужной губы о головку бедренной части модели. Тазовая часть модели прижималась к головке бедренной части модели аналогом вертлужной губы. В связи с этим тазовой части модели можно было придать любое положение, и оно было устойчивым (Рис. 3).

Рис. 3. Трехмерная механическая модель тазобедренного сустава с аналогом вертлужной губы и максимально удлиненным аналогом связки головки бедренной кости, закрепленным на краю канавки фасонной выточки (демонстрация стабильности тазовой части модели); вверху – вид модели с медиальной стороны, внизу – вид модели спереди.

 

Модель вертлужной впадины удерживалась на головке бедренной части без постороннего вмешательства в любом положении. Амплитуда вращательных движений во фронтальной плоскости при введении в конструкцию аналога вертлужной губы практически не изменилась. Приведение ограничивалось натяжением аналога связки головки бедренной кости, а отведение – контактом аналога вертлужной губы и шейки бедренной части модели. Движения в сагиттальной плоскости аналог вертлужной губы не ограничивал. Они свободно совершаться с амплитудой 180° и более в обе стороны. Величину поступательного смещения модели вертлужной впадины вдоль горизонтальной оси ограничивала длина аналога связки головки бедренной кости. При этом было возможно полностью снять модель вертлужной впадины с головки бедренной части. Вместе с тем аналог вертлужной губы являлся упругим запорным кольцом шарового шарнира трехмерной механической модели тазобедренного сустава и на начальном этапе препятствовал поступательному смещению тазовой части в медиальном направлении.

Затем при максимально удлиненном аналоге отводящей группы мышц и аналоге вертлужной губы мы воспроизвели действие веса тела в одноопорной ортостатической позе. Для этого к крайнему отверстию грузовой планки тазовой части модели подвешивалась нагрузка. Присоединяемый груз приводил к разобщению пары трения шарнира модели. Тазовая часть модели спонтанно смещалась с головки бедренной части модели в медиальном направлении (Рис. 4).

Рис. 4. Трехмерная механическая модель тазобедренного сустава человека с аналогом вертлужной губы и максимально удлиненным аналогом связки головки бедренной кости, закрепленным на краю канавки фасонной выточки (вид спереди); подвешенная нагрузка 1 кг привела к разобщению трущихся поверхностей шарнира и зависанию тазовой части модели на аналоге связки головки бедренной кости.

При подвешивании нагрузки к кронштейну грузовой планки возникало разобщение трущихся поверхностей. Тазовая часть модели смещалась с головки бедренной части модели вниз в медиальную сторону и зависала на аналоге связки головки бедренной кости.

Следом вышеописанная трехмерная механическая модель тазобедренного сустава человека с аналогом вертлужной губы и максимально удлиненным аналогом связки головки бедренной кости дополнена аналогом отводящей группы мышц (Рис. 5).

Рис. 5. Трехмерная механическая модель тазобедренного сустава человека с аналогом отводящей группы мышц, аналогом вертлужной губы и максимально удлиненным аналогом связки головки бедренной кости, закрепленным на краю канавки фасонной выточки (вид спереди).

 

Введенный в конструкцию модели аналог отводящей группы мышц совместно с аналогом вертлужной губы увеличил стабильность тазовой части модели. Разобщения тазовой части модели и головки бедренной части модели не происходило. Не отмечалась и тенденция к спонтанному повороту тазовой части модели в сагиттальной плоскости.

Для имитации действия веса тела к крайнему отверстию грузовой планки тазовой части модели последовательно подвешивалась нагрузка массой 1 и 2 кг. При подвешивании гирь разной массы положение тазовой части модели практически не изменялось. Однако динамометр аналога отводящей группы мышц регистрировал появление усилия. Оно было тем выше, чем больше масса нагрузки прикреплялась к грузовой планке. При этом натянутый аналог связки головки бедренной кости частично шунтировал действие нагрузки, подвешенной к тазовой части модели, и разгружал аналог отводящей группы мышц.

Анализируя результаты проведенных экспериментов, нами подтверждено, что связка головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, выполняет функцию ограничения приведения. Она участвует и в ограничении отведения, но только в том случае, когда дистальная область ее прикрепления движется вдоль длинной оси вырезки вертлужной впадины, incisura acetabuli. Кроме этого, связка головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, в норме участвует в ограничении супинации и пронации.

При удлинении связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, движения в горизонтальной плоскости в тазобедренном суставе, articulatio coxae, могут привести к ее повреждению вследствие контакта дистального конца с внутренним краем полулунной поверхности, facies lunata.

Поступательное смещение головки бедренной кости, caput femoris, в латеральном направлении тем больше, чем ближе к краю вертлужной впадины, acetabulum, располагается проксимальная область крепления связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris. При максимальной длине связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, в случае ее прикрепления в области наружного отверстия вертлужного канала, canalis acetabularis, возможен вывих в тазобедренном суставе, articulatio coxae, но только в направлении запирательного отверстия, foramen obturatum. Это свидетельствует о принципиальной возможности запирательного вывиха в тазобедренном суставе, articulatio coxae, без повреждения связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, при условии ее удлинения.

В экспериментах с разобщением контактирующих поверхностей в ряде случаев между ними попадал дистальный конец аналога связки головки бедренной кости, что блокировало вращательные движения в шарнире. Указанное может объяснить явление «блокад» тазобедренного сустава, articulatio coxae, зачастую наблюдающееся у пациентов с патологией данного сустава.

Наше внимание привлек и тот факт, что чем центральнее прикреплялся проксимальный конец аналога связки головки бедренной кости, тем устойчивей оказывалось положение тазовой части модели на головке бедренной части. При соединении аналога связки головки бедренной кости с центром фасонной выточки и максимальном приведении положение тазовой части модели было наиболее стабильным. Трущиеся поверхности шарнира модели не размыкались, находясь в соприкосновении. Даже давление сверху-вниз на грузовую планку тазовой части не приводило к разобщению сочленяющихся поверхностей. Указанное свидетельствует о наличии у связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, функции опоры таза, pelvis. В свою очередь, это может предположить и наличие у связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, функции амортизации. Ранее Н.И. Пирогов сравнивал связку головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, «…со стальной пружиной, на которой подвешен таз к головке» (Юрчак В.Ф., Евтушенко В.А., 1972). Однако следует отметить, что в основе связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, лежат коллагеновые волокна. Этот белок имеет высокий модуль упругости, поэтому в норме считать связку головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, амортизатором нам видится неверно.

Смещение проксимальной области крепления аналога связки головки бедренной кости на периферию при отсутствии удержания тазовой части рукой приводило к состоянию, напоминающему подвывих. Тазовая часть оказывалась висящей на аналоге связки головки бедренной кости, а контактные поверхности частей модели разобщались. Эти опыты показали наличие у связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, соединительной функции. Замечено, что введение в конструкцию аналога отводящей групп мышц нивелировало медиальное смещение тазовой части модели и ликвидировало явление подвывиха и вывиха в шарнире. При укорочении аналога отводящей группы мышц увеличивалось отведение в шарнире модели. Плечо нагрузки, подвешенной к тазовой части, уменьшалось, что требовало меньшее усилие удержания тазовой части модели в положении устойчивого равновесия.

Смотри также:

Конструкция трехмерной механической модели тазобедренного сустава

Имитация взаимодействия суставных поверхностей 

Имитация функции отводящей группы мышц 

Воспроизведение функции LCF

Имитация взаимодействия отводящей группы мышц и LCF  

Имитация взаимодействия LCF с отводящей группой мышц разной длины  

Имитация функции отводящей группы мышц в отсутствии LCF 

Имитация взаимодействия вертлужной губы и LCF

Имитация нормальной длины LCF  

Имитация действия веса тела при нормальной длине LCF  

Взаимодействие LCF нормальной длины и вертлужной губы  

Имитация удлиненной LCF   

Взаимодействие удлиненной LCF и вертлужной губы 

Имитация патологически удлиненной LCF

                                                                     

Критика

Описанная конструкция модели имитировала естественный тазобедренный сустав и содержала аналоги всех связок, вертлужной губы и отводящей группы мышц. Нами воспроизводилось действие веса тела приблизительно также, как в одноопорном ортостатическом положении. Конструкция позволяла изменять положение нагрузки как во фронтальной, так и сагиттальной плоскости. Причем нагрузка прикладывалась к области, приблизительно совпадающей с реальным положением общего центра масс тела. Во второй генерации механической модели нами воспроизведено приведение бедренной кости и ее поворот вперед в горизонтальной плоскости. Главным недочетом описанной конструкции, по нашему мнению, являлось недостаточная упругость аналогов связок. Несомненно, что эластичность использованного аналога вертлужной губы также не в полной мере соответствовала нативному элементу.

Примечания

Впервые эксперименты на трехмерной механической модели тазобедренного сустава второй генерации нами описаны в статье Роль связки головки бедренной кости в поддержании разных типов вертикальной позы (2008). Полную версия представленного выше экспериментального материала мы опубликовали в двенадцатой главе третьего тома монографии с юмором названой «Биомеханика пингвинов» (2018) [academia.edu]. Данная работа написана для личного использования и узкого круга лиц. В книге собраны, систематизированы и проанализированы результаты 25-ти лет изучения ligamentum capitis femoris и смежных тем. 

Расшифровку цитированных источников смотри в Списке литературы.

Первоисточник

Архипов СВ. Биомеханика пингвинов: заметки к вопросу о причинах ковыляющей походки и перспективах ее ремоделирования во имя обретения грациозности, сочиненные врачом, к.м.н. Сергеем Васильевичем Архиповым, в бытность им с 1992-го по 2017-й год хирургом и травматологом-ортопедом, по вдохновению в 1991-ом году его сестрою Еленой Васильевной, со светлой любовью к ней и благодарностью! Манускрипт в 5 томах. Т. 3. Главы 12-16. Напечатано Автором во граде Королев при попечении его супруги Людмилы Николаевны, ММXVIII A.D. [2018], bonum factum! [на благо и счастье], 518 с. [academia.edu]

Ключевые слова

ligamentum capitis femoris, ligamentum teres, связка головки бедра, функция, удлинение, наружные связки, вертлужная губа, эксперимент, механическая модель, отводящая группа мышц, синовия 

 СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

Эксперименты и наблюдения

1991-2021АрхиповСВ