Для понимания возможностей консервативной ортопедии, ортезирования, важно понимать биомеханические нарушения, которые обуславливают разные типы походки: дисбаланс силы, смещение векторов усилия относительно центра сустава, относительно массы туловища. Разберем эти компоненты на примере эквинусного типа походки и crouch походки.
Несколько важных моментов теории.
ВЕКТОР РЕАКЦИИ ОПОРЫ (реакция опоры) – по сути, это сила противодействия поверхности земли / пола при давлении на нее со стороны опорной конечности в опорную фазу цикла шага в момент их соприкосновения (рисунок 1)
В процессе движения, когда мы давим на опору, возникает равная сила противодействия. При ходьбе, в опорную фазу цикла шага (рисунок 2)
вектор реакции опоры (красная пунктирная линия) в норме проходит перед центром вращения голеностопного сустава, через коленный сустав и немного кзади от центра вращения тазобедренного сустава. Всё это рассматриваем только в саггитальной плоскости. Биомеханика, вообще, очень сложная наука, измеряется в трех плоскостях, но нам для понимания принципа работы ортезных изделий именно для ходьбы достаточно понимать взаимодействие их при изменении направления и величины вектора реакции опоры. На рисунке 3 вектор реакции опоры проходит кзади от центра вращения коленного сустава, и вследствие этого возникает момент силы, который стремится к сгибанию коленного сустава (зеленая стрелка d). Противодействует этому внутренний момент сил, вызываемый целеноправленным сокращением мышц для разгибания коленного сустава, т.е. противодействием реакции опоры является работа черырехглавой мышцы, которая выпрямляет коленный сустав, и человек не падает (зеленая стрелка m).
Возьмем ситуацию, когда вектор опоры проходит кпереди от оси вращения и тазобедренного, и коленного, и голеностопного сустава, левая часть рисунка 4, такую ситуацию мы видим при эквинусной походке.
В этом случае реакция опоры провоцирует развитие сгибающего момента для тазобедренного сустава, переразгибающего момента для коленного, разгибающего - в сторону тыльной флексии голеностопа (желтые стрелки). Но вследствие спастичности икроножных мышц стопа не поднимается, не позволяет точке приложения вектора реакции опоры сместиться нормально, как на рисунке 2 – по центру опорной стопы. Если в этой ситуации мы сможем убрать с помощью ортезных изделий, которые называются AFO (Ankle Foot Orthosis), избыточную подошвенную флексию, как на рисунке справа, то реакция опоры стопы спокойно смещается к центру, нет избыточной тыльной флексии стопы, точка приложения вектора реакции опоры нормализована, и вектор реакции опоры проходит практически через центр коленного сустава и кзади от тазобедренного сустава – то есть в позиции нормы. Ортез на схеме выделен зеленым контуром.
Таким образом, ортезные изделия в тех пределах, когда движения нарушаются из-за спастичности, и эти изделия могут нормализовать ориентацию стопы, позволяют правильно расположить вектор реакции опоры в момент опорной фазы шага, нормализуя ходьбу и позволяя ребенку развивать навыки передвижения.
В случае crouch походки (рис.5) вследствие ослабления трицепса голени, нет достаточной силы во время стояния на одной опорной конечности, нет силы трицепса, который вызывал бы подошвенную флексию для нормального прохождения вектора реакции опоры.
В этих условиях компенсаторное сгибание коленного сустава (желтая стрелка) позволяет нормализовать (сбалансировать) ситуацию, вектор реакции опоры и направление сил, но вследствие этого человек вынужден ходить с согнутыми коленями и стопой в избыточной тыльной флексии. В этой ситуации используется другое ортезное изделие GRAFO (Ground Reaction Ankle Foot Orthosis), который ограничивает уже тыльную флексию стопы, не позволяя стопе избыточно подниматься вверх, предотвращая избыточное сгибание в колене в момент стояния, ребенок выпрямляется на опорной ножке. Даже при слабости икроножной мышцы ее функцию берет на себя ортез. И вновь вектор реакции опоры нормализуется. Это снижает энергоемкость походки, увеличивает проходимую дистанцию, позволяет иметь правильную позицию в коленном и тазобедренном суставах в опорную фазу шага, таким образом улучшать походку.
Подобным образом можно рассматривать каждое правильно сделанное ортезное изделие с точки зрения либо компенсации потери мышечной силы, либо предотвращения избыточной амплитуды движения в суставах вследствие спастичности.
ИТАК, ортезы позволяют удерживать сегменты нижней конечности в правильной позиции, ограничивая или наоборот увеличивая амплитуду движения в определенных секторах голеностопного и коленного суставов, нормализуя распределение биомеханических усилий по всей конечности. Ортезные изделия могут выполнять функцию по улучшению походки временно замещая отсутствие определенных функций до тех пор, пока не развились истинные ортопедические осложнения. Позволяя развивать движения в суставах, предотвращая крайние положения в суставах, ортезы профилактируют истинные ортопедические осложнения, такие как контрактуры и деформации.