Skip to Content

Исследование продольного свода стопы у детей методом компьютерной плантографии

ID: 2015-07-6-A-5350
Оригинальная статья
ГБОУ ВПО Волгоградский государственный медицинский университет Минздрава России

Резюме

Целью нашего исследования явилось определение динамики анатомических параметров стопы при формировании ее продольного свода у детей. Методы. Всего под наблюдением находилось 1561 человек обоего пола астенического, гиперстенического и нормостенического типов телосложения, из которых 199 детей первого детства, 394 —  второго детства, 252 человека подросткового возраста, а также 716 лиц юношеского возраста. Проводилось исследование продольного свода стопы с использованием коэффициента К методом компьютерной плантографии. Результаты. В период первого детства коэффициент К имеет одинаковое значение как у мальчиков, так и у девочек. В период второго детства у астеников, также как и у гиперстеников коэффициент К уменьшается как у девочек, так и у мальчиков на одинаковую величину. Более значительно он уменьшается у нормостеников. Коэффициент К в подростковом возрасте у мальчиков всех соматотипов по сравнению с предыдущим периодом увеличивается и становится несколько выше этого показателя девочек. У девочек этот коэффициент увеличивается у нормостеников (р<0,05) и гиперстеников (р>0,05), но снижается у астеников (р>0,05). В юношеском периоде коэффициент К по сравнению с предыдущим периодом продолжает увеличиваться у лиц обоего пола всех типов телосложения: у девушек – на 4,54 (р<0,05), 15 (р<0,05) и 6,98% (р>0,05) соответственно, а у юношей – на 2,3, 12,8 и 16,3% (р<0,05) соответственно, оставаясь у них наибольшим.

Ключевые слова

продольный свод стопы, дети, соматотипы, компьютернаяплантография, линейные параметры стопы

Введение

А.И. Перепелкин – ГБОУ ВПО Волгоградский государственный медицинский университет Минздрава России, кафедра анатомии человека, профессор, доктор медицинских наук; А.И. Краюшкин – ГБОУ ВПО Волгоградский государственный медицинский университет Минздрава России, кафедра анатомии человека, заведующий кафедрой, профессор, доктор медицинских наук; Е.С. Атрощенко – ГБОУ ВПО Волгоградский государственный медицинский университет Минздрава России, студентка 6 курса лечебного факультета.

Изучение структуры и функции стопы детей, как в норме, так и при патологии до настоящего времени является трудной задачей. Стопа является важнейшим структурным сегментом опорно-двигательного аппарата человека, обеспечивающим его стато-локомоторную функцию, и представляет целостный морфофункциональный объект, от которого зависит двигательная функция человека [1, 2]. Важнейшей конструктивной особенностью стопы человека является ее сводчатое строение. В продольном направлении стопа образует свод различной геометрической конфигурации: в переднем отделе по параболе, а в заднем – по дугам окружностей различных радиусов. Точками опоры стопы являются: пяточный бугор и головки плюсневых костей, преимущественно первой и пятой. У человека благодаря деятельности мышц точки опоры могут меняться. В поперечном направлении свод представляет гиперболу [3]. Особенности ее анатомического строения костного, связочного и мышечного аппаратов определяют рессорную, балансировочную и локомоторную функции. Н.Ф. Аверьянова-Языкова (2002, 2005) выделяет пять продольных и один поперечный свод стопы [4]. Все продольные начинаются из одной точки на пяточной кости, а затем линии сводов направляются вперед вдоль предплюсневых костей к пяти плюсневым костям и на соответствующие фаланги. Составными частями свода стопы являются связки, апоневрозы и мышцы. Роль мышечного окружения в формировании сводов определяете тем, что при их сокращении удерживается основание сводов, а также, прикрепляясь к апоневрозу и связкам, мышцы натягивают их, обеспечивая дополнительную прочность. Именно за счет сводов стопы, упругие колебания которых оберегают организм от грубых толчков и сотрясений при ходьбе и прыжках.

Существует большое количество методов диагностики состояния сводов стопы (клинических, графических, рентгенографических и др.), которые призваны решить эту проблему, однако ни один из них не может ответить на все вопросы. Совершенствование этих методов с привлечением всех достижений научно-технического прогресса, является актуальной проблемой в настоящее время.

Среди различных деформаций нижних конечностей наиболее часто встречается плоскостопие, характеризующееся уплощением продольного и поперечного сводов стопы в сочетании с поворотом вокруг продольной оси, а также ее отведением. Преобладание плоскостопия в структуре патологии стоп говорит о необходимости совершенствования методов диагностики этого состояния. Ранняя диагностика плоскостопия очень важна при проведении диспансерных осмотров детей в дошкольных и школьных учебных заведениях, в спортивной медицине, для своевременного прогнозирования нарушения здоровья спортсменов.

Из имеющихся литературных источников известно, что продольный свод стопы и его рессорная функция у детей сформировываются к концу 4-го года жизни [5]. Однако, мы предполагаем, что продольный свод стопы продолжает формироваться и в последующие возрастные периоды, включая юношеский возраст.

Цель

определить динамику анатомических параметров стопы при формировании ее продольного свода у детей.

Материал и методы

Нами проведена работа по созданию метода исследования с использованием программно-аппаратного комплекса для оценки состояния стопы. Работа проводилась в три этапа: на 1 этапе создан программно-аппаратный комплекс, позволяющий анализировать анатомическое и функциональное состояние стопы детей. На 2 этапе проводилось исследование детей различных возрастных групп, а также студентов вузов. На 3 этапе на основании полученных 18 вариантах состояния стопы разработана и внедрена лечебная программа. На каждого ребенка и взрослого заполнялся протокол информированного согласия на проведение исследования, согласованный с локальным независимым биоэтическим комитетом (протокол № 87 от 26 ноября 2008 г.).

Многие из существующих методов исследования стопы являются дорогостоящими и достаточно трудоемкими. Поэтому возникает необходимость качественного изменения наиболее «популярных» и простых, с технической точки зрения, методик с учетом специфики работы врачей, педагогов и воспитателей, что позволит облегчить решение поставленных задач. Для выполнения плантографии нами предложен компьютерный плантографический комплекс и методы определения анатомо-функционального состояния стопы (патенты РФ на изобретения №№ 2253363, 2309663, № 2331360, 2358650). На компьютерный плантографический комплекс (ООО «Ортопед», г. Волгоград) имеется регистрационное удостоверение Федеральной службы по надзору в сфере здравоохранения и социального развития №ФСР 2011/10105 от 11 февраля 2011 года, разрешающий его производство, продажу и применение на территории Российской Федерации. Метод направлен на повышение разрешающей способности планшетного сканирования, глубины и качества диагностики патологии стоп, интегральной оценки заключительных выводов путем создания специализированных диагностических алгоритмов.

Плантограф представляет собой специально укрепленный планшетный сканер, способный выдерживать массу тела человека. Изображение стопы выводилось на монитор компьютера, и проводилась его обработка при помощи графико-расчетного метода. Рассчитывались разнообразные показатели, характеризующие состояния переднего среднего и заднего отделов стопы, в том числе угол отклонения 1 и 5 пальцев, коэффициент К, пяточный угол, после чего программа выдавала индивидуальный отчет по каждой стопе ребенка.

В нашей работе мы проводили исследование морфофункционального состояния стоп у человека в разные возрастные периоды. В современной науке нет общепринятой классификации периодов роста и развития человека и их возрастных границ. За основу возрастной периодизации была взята схема, имеющая значительное распространение, и предложенная VII симпозиумом по проблеме возрастной анатомии, физиологии и биохимии в Москве (1965), созванным институтом физиологии детей и подростков АПН СССР.

Всего под наблюдением находилось 1561 человек, из которых 199 детей первого детства, 394 – второго детства, 252 человека подросткового возраста, а также 716 лиц юношеского возраста. Проводилась статистическая обработка следующих средних показателей стопы: общей длины, а также длины переднего, среднего и заднего ее отделов; угла отклонения 1 и 5 пальцев; коэффициента К, определяющего состояние продольного свода в ее среднем отделе; пяточного угла НС’К, указывающего на состояние продольного свода в ее заднем отделе; общую площадь, а также площади переднего, среднего и заднего ее отделов.

В ходе работе при выделении типов телосложения использовали популяционно-центристский подход. Из литературы известен способ определения типа конституции на основании измерения таких показателей как масса тела, рост и обхват грудной клетки. Составляются таблицы, в которых обследуемые лица разбиваются на группы в зависимости от возраста, при этом в каждой возрастной группе выделяются две подгруппы: мальчики и девочки. В пределах каждой подгруппы определяется для каждого ребенка индекс Пинье по уравнению (J=L-(P+T), где L-длина тела (см), P-масса тела (кг), Т-обхват грудной клетки (см)). Для улучшения визуальной групповой оценки все показатели в столбик размещаются по возрастающей величине. Определяется среднее значение индекса Пинье для каждого возраста и пола, после чего определяется среднее квадратичное (сигмальное) отклонение. Вариационный ряд признака (индекса Пинье) разбивается на основании квадратичного отклонения (σ) на три категории. При этом если показатель индекса Пинье укладывается в величину М±1σ, то ребенок относится к нормостеничному типу телосложения (первая категория). При величине этого показателя менее М-1σ – телосложение ребенка оценивается как гиперстеническое (вторая категория), тогда как при величине индекса Пинье более М+1σ, телосложение ребенка оценивается как астеническое (третья категория). Коэффициент К, определяющий состояние среднего отдела продольного свода стопы, вычислялся по формуле: К=x/y, где х – ширина закрашенной части отпечатка по линии vv’, у – ширина наружной части продольного свода стопы.

При К от 0 до 0,5 – стопа полая, при К от 0,51 до 1,10 – стопа с нормальным сводом, при К от 1,11 до 1,20 – стопа с пониженным сводом, при К от 1,21 до 1,30 – 1-я степень плоскостопия, при К от 1,31 до 1,50 – 2-я степень плоскостопия, при К от 1,50 и выше – 3-я степень плоскостопия.

При условии, что К менее 0,1 соответствует состоянию Р1, К от 0,1 до 0,4 – Р2, К от 0,4 до 0,5 – Р3, К от 0,5 до 1,1 – норма, К от 1,1 до 1,2 – В, К от 1,1 до 1,22 – В1, К от 1,22 до 1,28 – В2, К от 1,28 до 1,3 – В3, К от 1,3 до 1,34 – С1, К от 1,34 до 1,46 – С2, К от 1,46 до 1,5 – С3, К от 1,5 – D.

2. Пяточному углу Нс'К, определяющему состояние заднего отдела продольного свода стопы. Если угол Нс'К, больше или равняется 5°, состояние стопы в норме. Если угол Нс'К меньше 5°, — стопа плоская.

3. Протяженности переднего и заднего отделов, отсекаемых соответственно линиями ww' и uu'. Если эти отделы удлинены, значит, стопа плоская даже при нормальном состоянии среднего отдела.

Представленный выше способ определения состояния стопы, выявление и оценка возможных проявлений поперечного и продольного плоскостопия был положен в основу компьютерного метода диагностики, примененной в настоящей работе. На рисунке 1 показано окно программы для расчета морфофункционального состояния стопы.

Рис. 1. Окно программы расчета анатомо-функциональных параметров стопы

Анализируя полученный на экране монитора отпечаток, становится хорошо заметным, что прилегающая к поверхности сканера поверхность стопы выглядит более светлой на снимке. Таким образом, в изображении стопы имеется достаточно информации, чтобы получить площадь прилегающей к сканеру поверхности стопы. Для определения площади в программе используется определение контура стопы и подсчет точек, лежащих внутри контура [6, 7]. Каждый из отделов опорной поверхности стопы программой выделяется своим цветом (рис. 2). 

Рис. 2. Определение площади опорной поверхности всей стопы и ее отделов

Анализ динамического (временного) ряда сводился к вычислению следующих показателей: абсолютного прироста (или снижения); темпа роста (или снижения); темпа прироста. Абсолютный прирост представляет собой разность между последующим и предыдущим уровнем. Темп роста — это отношение последующего уровня к предыдущему, умноженное на 100%. Темп прироста является отношением абсолютного прироста (снижения) к предыдущему уровню, умноженным на 100%.

Результаты

По нашим наблюдениям в период первого детства коэффициент К имеет одинаковое значение как у мальчиков, так и у девочек. В период второго детства у астеников, также как и у гиперстеников коэффициент К уменьшается как у девочек, так и у мальчиков на одинаковую величину (табл. 1). Более значительно он уменьшается у нормостеников. Различия между этими соседними возрастными группами статистически достоверны. 

Аналогичные изменения наблюдали китайские исследователи A.K. Leung и соавт. (2005), которые изучали коэффициент контактного давления, вычисляемый как соотношение нагружаемой поверхности среднего отдела стопы к ее общей нагружаемой поверхности без учета пальцев[8]. Рассматриваемый ими коэффициент уменьшался от 4 до 10 лет жизни, затем оставался неизменным до 12 лет, и в последующем увеличивался до 15-16 лет. T. Cappello и K.M. Song (1998) считают, что при рождении у детей имеется податливая форма физиологического плоскостопия, а нормализация продольной дуги свода стопы происходит в первой декаде жизни или позже [9].

По нашим данным коэффициент К в подростковом возрасте у мальчиков всех соматотипов по сравнению с предыдущим периодом увеличивается и становится несколько выше этого показателя девочек. Различия между соседними возрастными группами статистически значимы только для нормостеников. У девочек этот коэффициент увеличивается у нормостеников (р<0,05) и гиперстеников (р>0,05), но снижается у астеников (р>0,05).

В юношеском периоде коэффициент К по сравнению с предыдущим периодом продолжает увеличиваться у обоих полов (у нормостеников, гиперстеников и астеников): у девушек на 4,54 (р<0,05), 15 (р<0,05) и 6,98% (р>0,05) соответственно, а у юношей – на 2,3, 12,8 и 16,3% (р<0,05) соответственно, оставаясь у них наибольшим. На это указано и в исследовании P.S. Igbigbi et al. (2005), которые обнаружили наличие более высокого индекса свода стопы у мужчин по сравнению с женщинами [10].

Обсуждение

Значение коэффициента К в астеническом типе телосложения у юношей превышает это значение периода первого детства, что свидетельствует о значительном снижении продольного свода стопы. Следовательно, мы видим, что неблагоприятное влияние на формирование продольного свода стопы, а значит и рессорной ее функции, оказывает принадлежность к астеническому типу телосложения у мужчин и к гиперстеническому – у женщин. 

Заключение

На протяжении всего периода первого детства продолжается формирование продольного свода стопы, на что свидетельствует  уменьшение коэффициента К (р<0,05). Начиная с подросткового периода, у мальчиков наблюдается более высокие показатели коэффициента К, свидетельствующие о более низком расположение продольного свода стопы, по сравнению с девочками. Юношеский период характеризуется онтогенетическим завершением формирования продольного свода стопы, наиболее выраженными соматотипическими и гендерными его различиями.

Литература

  1. Перепелкин А.И. Соматотипологические закономерности формирования стопы человека в постнатальном онтогенезе: автореф. дис. … д-ра мед. наук. Волгоград, 2009. 53 с.
  2. Перепелкин А.И., Калужский С.И., Мандриков В.Б., Краюшкин А.И., Атрощенко Е.С. Исследование упругих свойств стопы человека // Российский журнал биомеханики. 2014. Т. 18, № 3. С. 381-388.
  3. Кашуба В.А., Сергиенко К.Н. Технология биомеханического контроля состояния опорно-рессорной функции стопы человека // Биомеханика стопы человека: материалы I междунар. науч.-практ. конф., 18–19 июня 2008. Гродно, 2008. С. 32–34.
  4. Аверьянова-Языкова, Н.Ф. Формирование сводов и пропорций стопы у детей от 1 года и до 6 лет // Астраханский медицинский журнал. 2007. № 2. С. 11–12.
  5. Грязнухин Э.Г., Ключевский В.В. Травмы и заболевания стопы // Травматология и ортопедия: Руководство для врачей / Под ред. Н.В.Корнилова: В 4 томах. СПб.: Гиппократ, 2004. Т. 3: Травмы и заболевания нижней конечности / Под ред. Н.В Корнилова и Э.Г. Грязнухина. СПб.: Гиппократ, 2006. C. 542–575.
  6. Перепелкин А.И., Краюшкин А.И. Динамика линейных параметров стопы девушек при возрастающей нагрузке // Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. 2013. № 2. С. 25–27.
  7. Перепелкин А.И., Краюшкин А.И., Смаглюк Е.С., Сулейманов Р.Х. Исследование опорной поверхности стопы в юношеском возрасте // Вестник новых медицинских технологий. 2011. Т. 18, № 2. С. 150–152.
  8. Leung A.K., Cheng J.C., Mak A.F.A cross-sectional study on the development of foot arch function of 2715 chinese children // Prosthet. Orthot. Int. 2005. Vol. 29, № 3. P. 241–253.
  9. Cappello T., Song K.M. Determining treatment of flatfeet in children // Curr. OpinPediatr. 1998. Vol. 10, № 1. P. 77–81.
  10. Igbigbi P.S., Msamati B.C., Shariff M.B. Arch index as a predictor of pesplanus: a comparative study of indigenous Kenyans and Tanzanians // J. Am. Podiatr. Med. Assoc. 2005. Vol. 95, № 3. P. 273–276.

Таблицы

Таблица 1. Динамика коэффициента К и темп его роста (снижения) в зависимости от периода онтогенеза

Возраст, ед.

измерения

астеники

гиперстеники

нормостеники

Д

М

Д

М

Д

М

6-7 лет

(абс. знач)

0,86

0,86

0,86

0,86

0,88

0,88

8-11 лет

(абс. знач)

Темп роста (снижения) в %

0,75

0,75

0,75

0,75

0,7

0,69

87,21

87,2

87,21

87,2

79,55

78,4

12-15 лет

(абс. знач)

Темп роста (снижения) в %

0,72

0,78

0,82

0,83

0,78

0,85

83,72

90,7

95,35

96,5

88,64

96,6

16-20

(абс. знач)

Темп роста (снижения) в %

0,78

0,92

0,95

0,94

0,82

0,87

90,7

107,0

110,47

109,3

93,18

98,9

 

0
Ваша оценка: Нет



Яндекс.Метрика