2023АрхиповСВ. 4.4 Биомеханика тазобедренного сустава при коксартрозе

Монография: Архипов СВ. Связка головки бедренной кости: функция и роль в патогенезе коксартроза (2023).

---

4.4 Биомеханика тазобедренного сустава при коксартрозе

С учетом ранее установленной важной роли ligamentum capitis femoris для тазобедренного сустава, ее патология неизбежно отражается на биомеханике локомоций и вертикальных поз. В связи с этим при анализе одноопорной ортостатической позы и ходьбы при коксартрозе стало выявление объективных изменений биомеханики опорно-двигательной системы, связанных с нарушением функционирования ligamentum capitis femoris. Сопоставление особенностей нормы и патологии поддержания одноопорной ортостатической позы и ходьбы позволили выявить клинически значимые признаки дисфункции ligamentum capitis femoris.

В контрольной группе лиц наименее напряженной и наиболее комфортной являлась асимметричная двуопорная ортостатическая поза. При коксартрозе наиболее комфортной и наименее напряженной была симметричная двуопорная ортостатическая поза. Это оказалось обусловлено тем, что при переходе к асимметричной двуопорной ортостатической позе и попытке наклона таза вниз, в области тазобедренного сустава появлялась боль и отмечался дискомфорт позы в целом. Появление боли нами объясняется повышение нагрузки на головку бедренной кости пораженного коксартрозом сустава и отводящую группу мышц. За счет наклона таза в сторону менее нагруженной ноги общий центр масс тела удаляется от центра головки бедренной кости сустава, пораженного коксартрозом, что увеличивает плечо веса тела. При увеличении момента веса тела закономерно возрастает усилие отводящей группы мышц, ему противодействующей. Это приводит к возрастанию результирующей силы, воздействующей на головку бедренной кости сверху, а повышенное напряжение отводящей группы мышц усугубляет дискомфорт.

Отклонение позвоночника позволяет сместить общий центр масс тела в сторону сустава, пораженного коксартрозом. При этом за счет уменьшения момента веса тела и снижения напряжения отводящей группы мышц уменьшается нагрузка на головку бедренной кости. С нашей точки зрения, появление боли в области тазобедренного сустава и дискомфорта позы при переходе к асимметричной двуопорной ортостатической позе есть симптомы патологии ligamentum capitis femoris. Они позволяют заподозрить наличие коксартроза.

В группе пациентов, страдающих коксартрозом, поддержание ненапряженной одноопорной ортостатической позы, свойственной норме, было невозможным. Основным отличием одноопорной позы при коксартрозе стало отсутствие характерного для нормы наклона таза в неопорную сторону. Таз принимал положение либо с наклоном в опорную сторону, либо занимал позицию, близкую к горизонтальной, таблица 13. Установлено, что при коксартрозе первой стадии в одноопорной ортостатической позе угол наклона таза меньше, чем в норме. При коксартрозе второй и третьей стадии наблюдается отклонение таза в опорную сторону, таблица 17. В случае, когда в одноопорной ортостатической позе неопорная половина таза приподнималась, в опорном тазобедренном суставе ямка вертлужной впадины смещалась кверху, а ямка головки бедренной кости удалялась от внутреннего края верхнего отдела полулунной поверхности. При подобном положении области крепления ligamentum capitis femoris сближаются и свидетельствует об отсутствие ее натяжения в одноопорной ортостатической позе при коксартрозе.

При наклоне таза в опорную сторону проекция общего центра масс тела на горизонтальную плоскость приближается к проекции центра головки бедренной кости, что уменьшает плечо веса тела. Это снижает напряжение отводящей группы мышц, а значит, и величину результирующей силы, действующей на опорную головку бедренной кости, но перерастягиваются мышцы аддукторы бедра. Патология ligamentum capitis femoris, которая наблюдается при коксартрозе, таблица 20, приводит к тому, что стабилизация таза обеспечивается только за счет мышц и вызывает перегрузку верхних секторов суставных поверхностей. Увеличение нагрузки на головку бедренной кости и концентрация напряжений в области верхнего сектора суставных поверхностей обуславливает деструкцию хрящевого покрова, оголение субхондральной кости и, как следствие, появляется боль. Последняя возникала при переходе к одноопорной ортостатической позе в подавляющем числе наблюдений.

Отсутствием замыкания тазобедренного сустава во фронтальной плоскости за счет натяжения ligamentum capitis femoris, а также приподнятым положением общего центра масс тела можно объяснить неустойчивость позы. Определенную роль в этом имеет деструкция нервного аппарата ligamentum capitis femoris при ее дистрофических изменениях и истираниях. Несвойственное норме функционирование мышечных групп в области опорного тазобедренного сустава и неустойчивость позы обуславливают дискомфорт и ее неестественность. Неустойчивость позы и боль объясняют то, что одноопорную ортостатическую позу при коксартрозе удается поддерживать менее одной минуты. Как компенсаторное явление можно рассматривать отклонение позвоночника в сторону опорной ноги. Оно позволяет сместить общий центр масс тела в сторону тазобедренного сустава, пораженного коксартрозом, а за счет уменьшения момента веса тела и напряжения отводящей группы мышц происходит снижение нагрузки на головку бедренной кости.

При выполнении рентгеновского исследования в одноопорной ортостатической позе удается отметить асимметрию вертикального размера запирательных отверстий и тазовых костей. Данные визуальные изменения связаны с вращением таза вперед в сагиттальной плоскости. За счет подобного расположения таза, а также свойственного для коксартроза увеличения поясничного лордоза, общий центр масс тела смещается вперед. Экспериментами на механической модели продемонстрировано, что расположение общего центра масс тела в одной фронтальной плоскости с центром опорной головки бедренной кости обеспечивает большую устойчивость. При этом снижается нагрузка на наружные связки и мышцы. В случае расположения общего центра масс тела, как в норме, кзади от опорного тазобедренного сустава, в модели наблюдалось избыточное натяжение аналога подвздошно-бедренной связки и выраженная наружная ротация в шарнире. В реальном тазобедренном суставе это выражается в наружной ротации бедра. Подобное отсутствует при наличии ligamentum capitis femoris, с нашей точки зрения, благодаря порождаемому ею эффекту авторотации. Мы полагаем, что наружная ротационная контрактура в тазобедренном суставе, пораженном коксартрозом, есть одно из следствий длительно существующей патологии ligamentum capitis femoris.

Выяснено, что для первой стадии коксартроза характерно наличие боли в области тазобедренного сустава, дискомфорта, неестественности позы, а также приподнятое или горизонтальное положение таза. Выявление указанных признаков позволяет с высокой долей вероятности диагностировать коксартроз на ранней стадии. Кроме этого, данные симптомы свидетельствуют о наличии патологии ligamentum capitis femoris. Это дает возможность прогнозировать развитие коксартроза до его рентгенологического проявления. Обнаружение более четырех симптомов, таблица 13, свидетельствует о наличии коксартроза второй либо третьей стадии, а четырех и менее – о первой стадии.

В подавляющем числе случаев при ходьбе неопорная половина таза в середине одноопорного периода шага была заметно выше горизонтали, а в меньшем числе наблюдений – горизонтальна, таблица 14. При наклоне таза в опорную сторону, проекция общего центра масс тела на горизонтальную плоскость приближается к центру головки бедренной кости, что уменьшает плечо веса тела. Благодаря этому снижается напряжение отводящей группы мышц, а значит, и величина результирующей силы, действующей на головку бедренной кости. При наклоне таза в опорную сторону растягиваются мышцы аддукторы бедра, что также приводит к перегрузке верхних секторов суставных поверхностей. В норме часть нагрузки, действующей на головку бедренной кости, перераспределяется на ее нижний сектор.

Увеличение нагрузки в области верхнего сектора суставных поверхностей есть причина деструкции суставных хрящей и, как следствие, возникновение боли. Последняя появлялась либо усиливалась в одноопорном периоде шага в подавляющем числе наблюдений. В отдельных случаях отмечался дискомфорт в области опорного тазобедренного сустава. Другими словами, возникали неприятные ощущения, не достигающих понятия "боль". В связи с патологией ligamentum capitis femoris и приподнятым положением таза не наблюдается его спонтанная ротация в горизонтальной плоскости в одноопорном периоде шага. Для перемещения общего центра масс тела и вращения таза вперед, пациенту, страдающему коксартрозом, приходится совершать форсированный наклон корпуса тела вперед. Данное движение следует рассматривать как приспособительное, позволяющее отчасти разгрузить мышцы пронаторы и облегчить перемещение кпереди общего центра масс тела.

Избыточное отведение руки на стороне поражения, отклонение шейного отдела позвоночника и головы в опорную сторону позволяют сместить при ходьбе общий центр масс тела ближе к тазобедренному суставу пораженного коксартрозом. Это снижает напряжение отводящей группы мышц и нагрузку на головку бедренной кости. Величина отклонения позвоночника и наличие наклона головы в сторону опорной ноги коррелировали со степенью выраженности коксартроза. Компенсаторным механизмом является и наклон таза в сторону опорной ноги, что уменьшает плечо веса тела, разгружает отводящую группу мышц и головку бедренной кости. Описанный наклон таза в совокупности с отклонением туловища в сторону опорной нижней конечности известен как синдром обратного Тренделенбурга-Дюшена [82].

Нарушение вращения таза в горизонтальной плоскости при ходьбе, в свою очередь, обуславливает компенсаторное отсутствие вращения плечевого пояса в фазу опоры на больную ногу и приводит к нарушению балансировки одноименной руки. Патология изменяет амплитуду и направления движений, совершаемые головой, позвоночником, руками. Это приводит к визуально отмечаемой асимметрии и аритмичности движений сегментов конечностей. Выявление перечисленных признаков позволяет с высокой долей вероятности диагностировать коксартроз на ранней дорентгенологической стадии. Обнаружение более четырех симптомов, таблица 14, свидетельствует о наличии коксартроза второй либо третьей стадии, а менее четырех – о коксартрозе первой стадии.

Как показали наши интраоперационные наблюдения, при коксартрозе всегда присутствует патология ligamentum capitis femoris, таблица 20. Связанные с ней нарушения биомеханики поддержания одноопорной ортостатической позы и в одноопорном периоде шага обуславливают появление морфологических и биомеханических адаптаций. Морфологическая адаптация происходит, прежде всего, к локальному повышению нагрузки на элементы тазобедренного сустава и пояса нижних конечностей. В случаях, когда возможности компенсаторно-приспособительных процессов исчерпаны, в органах и тканях наблюдаются дистрофические процессы, деформации и механические повреждения.

По мере развития коксартроза и дегенеративно-дистрофических процессов в смежных подвижных сочленениях усугубляются нарушения биомеханики одноопорной ортостатической позы и одноопорного периода шага, таблицы 13, 14, 17. Значительная часть из выделенных нами визуально определяемых симптомов коксартроза есть приспособления, направленные на снижение нагрузки на анатомические элементы, повышение устойчивости позы и снижение затрат мышечной энергии.

Экспериментальные и математические данные, постепенность развития морфологических изменений и усугубление биомеханических нарушений свидетельствуют о том, что патология ligamentum capitis femoris, а также ее дисфункция могут являться причиной коксартроза. Повреждение этой важной анатомической структуры, ее удлинение, и изменение локализации областей крепления (транспозиция) отражается на биомеханике одноопорной ортостатической позы, а также одноопорного периода шага. Это приводит к повышению механических напряжений в анатомических элементах тазобедренного сустава, запускает череду компенсаторно-приспособительных и дегенеративно-дистрофических процессов, с течением времени формирующих симптомокомплекс коксартроза. Соответственно, патология как ligamentum capitis femoris, так и областей крепления, приводящие к ее дисфункции, могут являться первичными патоморфологическими изменениями в патогенезе коксартроза. В связи с указанным нам видится более обоснованной механическая теория развития коксартроза.

««назад || СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ || вперед»»

---

Автор

Архипов С.В. – кандидат медицинских наук, врач-хирург, травматолог-ортопед.

Цитирование

Архипов С.В. Связка головки бедренной кости: функция и роль в патогенезе коксартроза; 2-ое изд., испр. и доп. Йоэнсуу: Издание Автора, 2023. (Arkhipov S.V. Ligament of head of femur: function and role in the pathogenesis of coxarthrosis. 2nd rev. ed. Joensuu: Author's Edition, 2023. [In Russian])

 

Примечание

В отличии от печатной версии в настоящем электронном варианте произведена замена научных аббревиатур на полные термины. 

Автореферат и презентация диссертации на нашем ресурсе:

• Архипов СВ. Роль связки головки бедренной кости в патогенезе коксартроза: автореферат диссертации кандидата медицинских наук. Москва, 2012. 19 с. researchgate.net  
• Доклад соискателя ученой степени и презентация (2013)

Приобретение

PDF версия размещена на платформах GooglePlay и Google Books

 

Ключевые слова

ligamentum capitis femoris, ligamentum teres, связка головки бедра, биомеханика, тазобедренный сустав, коксартроз, патогенез, вертикальная поза, ходьба, механическая модель

---

NB! Добросовестная практика использования: копирование для целей критики, обзора, комментариев, исследований и частного изучения в соответствии с Законами об авторском праве: Copyright Laws of the US: 17 U.S.C. §107; Copyright Law of the EU: Dir. 2001/29/EC, art.5/3a,d; Copyright Law of the RU: ГК РФ ст.1274/1.1-2,7.

СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

Этиология и патогенез