способ количественного определения мышечной слабости коленных суставов

Формула изобретения

Способ определения мышечной слабости коленных суставов, включающий проведение динамической гравиметрической пробы, состоящей в подъеме и опускании пациентом отдельно каждой ногой груза заданной массы, помещенного на голень, отличающийся тем, что исследуемый выполняет работу в положении сидя, при этом подъем груза осуществляют на определенную высоту с частотой подъемов 20 в минуту до появления болевых ощущений или усталости в суставе и/или мышцах бедра, подсчитывают количество подъемов груза и определяют объем выполненной работы по формуле

А=13,1·m·h·n,

где А - объем выполненной работы, Дж;

13,1 - постоянный коэффициент;

m - масса груза, кг;

h - высота подъема груза, м;

n - количество совершенных подъемов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к ревматологии, в частности к диагностике функциональных возможностей коленных суставов, пораженных ревматологическим процессом.

Пересмотр целей терапевтических мероприятий на улучшение «качества жизни» привел к активному внедрению в повседневную научную и врачебную деятельность разнообразного вида опросников, позволяющих оценивать субъективную составляющую функциональной недостаточности (Амирджанова В.Н., Койлубаева Г.М. Методология оценки качества жизни в практике ревматолога. Научно-практическая ревматология, 2003, №2, с.72-81). Для ревматологии недостатками подобной субъективной оценки функциональной недостаточности являются: во-первых, значительные затруднения у больных при ответах на вопросы, особенно у лиц преклонного возраста, во-вторых, существенные временные затраты и, в-третьих, слабая пригодность анкетирования для целей физической реабилитации. Именно для проведения дифференцированного лечения средствами физической реабилитации и контроля успешности терапии необходимы способы, позволяющие осуществлять точную объективную количественную оценку нарушений определенных локальных функций.

С целью количественного выражения функциональной недостаточности обычно используется измерение толерантности к физической нагрузке. С точки зрения физики, под толерантностью к физической нагрузке понимают предельно переносимую организмом мощность выполняемой работы. Определение данного параметра прочно вошло в кардиологическую практику для оценки резервов сердечно-сосудистой системы (Аронов Д.М., Лупанов В.П. Функциональные пробы в кардиологии М., 2003).

Артрологические пациенты нуждаются в несколько ином определении функциональной недостаточности. Традиционная оценка по возможности справляться с профессиональными, бытовыми нагрузками и самообслуживанием пригодна для экспертного выражения состояния опорно-двигательного аппарата в целом, но не дает информации о функциональных возможностях конкретного сустава у данного пациента. Между тем подобная информация важна как для врача, так и для больного, чтобы иметь объективное количественное отражение эффективности лечебных и реабилитационных мероприятий.

Необходимость исследования функции мышечно-сухожильного комплекса коленного сустава при ревматических заболеваниях обусловлена вовлеченностью в патологический процесс сухожилий (Andreas Machner, Anja Baier, Aline Wille et al. Higher susceptibility to Fas ligand induced apoptosis and altered modulation of cell death by tumor necrosis factor- in periarticular tenocytes from patients with knee joint osteoarthritis Arthritis Res Ther. 2003; 5(5): R253-R261), мышц (Hortobagyi Т, Westerkamp L, Beam S. et al. Altered hamstring-quadriceps muscle balance in patients with knee osteoarthritis. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2005 Jan; 20(1): 97-104) и биомеханическим дисбалансом их взаимодействия (Hinman RS, Bennell KL, Metcalf BR, Crossley KM. Temporal activity of vastus medialis obliquus and vastus lateralis in symptomatic knee osteoarthritis. Am J Phys Med Rehabil. 2002 Sep; 81(9): 684-90).

Воспаление сустава и/или околосуставных структур ограничивает способность выполнения движения в нем с полной амплитудой. Общепринятое измерение амплитуды подвижности пораженного сустава относительно субъективно, фиксирует только статический момент движения в суставе, не отражая его функциональных резервов. Время преодоления стандартного лестничного пролета, регистрация которого также традиционно используется, зависит не только от состояния одного конкретного сустава, но и от возможностей опорно-двигательного аппарата в целом, сердечно-сосудистой системы, наличия избыточной массы тела и целого ряда других факторов.

Стремление объективизировать и количественно выразить нарушение функции коленного сустава и/или мышечно-связочного аппарата ноги приводит к появлению различных устройств для этого.

Как правило, такие устройства используют динамометрию (Патенты РФ №2126703, №2110213), динамографию (Патент РФ №2134063). Однако при динамометрии изолированно аддукторов или абдукторов бедра не вовлекается в работу весь квадрицепс, соответственно оценка недостаточности мышечной работы является неполной. Однократное одномоментное рефлекторное сокращение мышцы-разгибателя коленного сустава (квадрицепса) не дает представления о функциональных резервах всего двигательного сегмента (мышцы, связки, коленный сустав, его капсула, сумки и энтезы) и используется для исследования коленного рефлекса. Сложность технической конструкции для динамографии требует использования специального оборудования, статическая нагрузка при этом не является столь физиологичной, как динамическая.

Способы количественной оценки функциональных нарушений предполагают сонографическое исследование заинтересованных мышц (Патенты РФ №2058750, №2186526). Разница размеров сокращенной и расслабленной мышцы используется при этом для оценки состояния данной мышцы. Работа происходит также в изометрическом режиме, как и при выполнении динамометрии/динамографии. Физиологичной, ежедневно выполняемой нагрузкой для коленного сустава является динамическая (сгибание/разгибание).

Выявление слабости мышц при выполнении упражнений одной ногой является следующим шагом по направлению к объективизации мышечной слабости бедра (Thorstensson CA, Petersson IF, Jacobsson LT at al. Reduced functional performance in the lower extremity predicted radiographic knee osteoarthritis five years later. Ann Rheum Dis. 2004 Apr; 63(4): 402-7). Обнаружение такой слабости служит предиктором развития остеоартроза, а ее коррекция - профилактикой развития заболевания. Данная проба успешно применима у молодых, не обремененных сопутствующей патологией лиц. Для больных с уже манифестировавшей остеоартритической болезнью характерна полиморбидность (сопутствующие ожирение, артериальная гипертензия, ИБС и др.), а при синовитах коленных суставов независимо от наличия или отсутствия сопутствующей патологии нагрузка с переносом веса тела на одну конечность противопоказана.

Даже незначительные резервы воспаленного сустава могут быть количественно выражены с помощью объема выполненной работы (при этом, чем меньше мощность, тем меньшее влияние на результат оказывает сопутствующая патология).

Наиболее близкой к заявляемому способу, а поэтому выбранная в качестве прототипа является динамическая гравиметрическая проба (Красивина И.Г., Носков С.М., Снигирева А.В., Долгова Л.Н. Динамическая гравиметрическая проба в оценке функции коленных суставов у ревматологических больных. Научно-практическая ревматология, 2001, №3, с.58). При выполнении данной пробы активная динамическая нагрузка выполняется в положении пациента лежа на кушетке. Неудобство такого положения для больного с сопутствующим ожирением, недостаточностью кровообращения, обструктивными заболеваниями легких объясняется развитием гипертензии в малом круге кровообращения. Необходимость выполнения пробы на специальной кушетке с фиксированным блоком для осуществления подъема и опускания груза требует проведения теста в отведенной для этого комнате. Работа по подъему груза (1,0 от всей работы) осуществляется сгибателями, а работа по опусканию груза (1/3 от работы по подъему груза) выполняется разгибателем колена (квадрицепсом). Между тем именно роль функциональных нарушений со стороны последнего является ведущей в патогенезе механических изменений при заболеваниях коленного сустава.

Цель, на достижение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в том, чтобы количественно и объективно оценивать слабость мышц, обеспечивающих движение коленного сустава, по способности выполнения механической работы. Для выявления слабости мышц и оценки функционального состояния коленных суставов предлагается тест локальной работоспособности (ТЛР). В основе его лежит осуществление пациентом активной динамической нагрузки постоянной мощности путем подъема и опускания ногой груза заданной массы на определенную высоту.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что ТЛР проводится в положении пациента сидя на стуле. На нижнюю треть голени надевается манжета, в карманы которой помещается груз заданной массы (от 0,25 до 2 кг). Учитывая амплитуду активного безболезненного движения в исследуемом коленном суставе, больному предлагается поднимать груз на определенную при измерении амплитуды высоту (как правило, от 0,1 до 0,4 м), сгибая и разгибая ногу в колене с частотой 20 подъемов в минуту. Проба выполняется до появления болевых ощущений в суставе, усталости в мышцах или общего дискомфорта. Подсчитывается количество подъемов груза, после чего рассчитывается объем выполненной работы.

Формула для вычисления основана на классических законах физики:

А=4/3·m·g·h·n,

где А - объем выполненной работы (Дж), 4/3 - коэффициент, учитывающий работу при опускании груза, m - масса груза (кг), h - высота подъема груза (м), n - количество совершенных подъемов, g - ускорение свободного падения.

Учет постоянных коэффициентов позволяет упростить формулу до:

A=13,1·m·h·n

При выполнении пробы активно задействован коленный сустав, в котором при этом совершается сгибание/разгибание. Именно сгибание - разгибание являются основными движениями в коленном суставе, а возможными в пределах 10-15 градусов ротациями можно пренебречь. В целом оценку функциональных резервов нижней конечности при выполнении именно сгибания - разгибания можно считать допустимой и адекватной в силу того, что соотношение массы мышц-ротаторов к массе остальных мышц ноги составляет 1:29,3 (для сравнения - на руке это соотношение 1:4,8).

В сгибании коленного сустава участвуют m. Biceps femoris, m. Semimembranosus, m. Semitendinosus, m. Popliteus, m. Gastrocnemius.

Ротирующая внуть m. Sartorius и ротирующая наружу m. Gracilis также участвуют в сгибании голени, равно как мышцам-сгибателям присущи небольшие ротационные движения. Разгибание в коленном суставе осуществляет m. Quadriceps femoris.

Одним из неотъемлемых признаков воспаления является нарушение функции. При выполнении работы небольшой мощности воспаленные структуры в области коленного сустава первыми отреагируют на нагрузку появлением боли, дискомфорта. Синовит, даже минимально выраженный, в силу снижения реабсорбционной способности синовиальной оболочки проявит себя дополнительным растяжением капсулы сустава, что отразится прежде всего в местах ее прикрепления и/или наиболее доступных пальпации. Дополнительной информацией, получаемой при выполнении данного теста, является уточнение (или выявление) максимально выраженного периартрита.

Известно, что в области коленного сустава возможно поражение нескольких периартикулярных образований, структура которых представлена в таблице.

Очевидно, что работа, выполняемая коленным суставом при сгибании и разгибании голени, является нагрузкой для большинства перечисленных образований. Воспалению наиболее часто подвергаются сумки и медиальные энтезы, при этом следует отметить, что с медиальной стороны прикрепляется подавляющее большинство мышц, участвующих в сгибании голени. Большеберцовая коллатеральная связка имеет непосредственный контакт с капсулой сустава в отличие от изолированной прослойкой клетчатки малоберцовой коллатеральной связки, что также повышает вероятность ее воспаления при артропатиях.

Предлагаемый нами СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЫШЕЧНОЙ СЛАБОСТИ КОЛЕННЫХ СУСТАВОВ позволяет быстро и объективно оценить физические возможности каждого коленного сустава пациента, выявить наиболее уязвимую на момент визита структуру коленного сустава (энтез, бурсу), проследить эффективность лечебно-реабилитационных мероприятий по нарастанию возможности выполнять работу.

Предлагаемая проба позволяет выявить наиболее «тонкое» место пораженного сустава на момент обращения пациента, что должно отразиться на выборе лечебно-реабилитационных мероприятий. Количественное выражение результатов ТЛР в динамике позволит оценить правильность выбора.

Новизна предлагаемого решения заключается в том, что, во-первых, выявляется и количественно оценивается слабость мышц более «симптомного» коленного сустава.

Во-вторых, не требуется сложного и дорогостоящего оборудования. Необходимые приспособления для проведения теста локальной работоспособности имеются в кабинетах лечебной физкультуры.

В-третьих, положение пациента при выполнении теста (сидя на стуле) является наиболее физиологичным и ненагрузочным для сердечно-сосудистой системы, что исключает влияние недостаточности кровообращения на результаты пробы.

Обследовано 15 практически здоровых лиц (30 коленных суставов) среди сотрудников и студентов Ярославской государственной медицинской академии (4 мужчины и 11 женщин). Средний возраст группы контроля 26,4±6,1 года, средний индекс массы тела 22,5±1,6 кг/м². Результаты исследования представлены на чертеже. Средний результат ТЛР в группе контроля 282,5±33,4 Дж. При выполнении пробы у 24 больных остеоартрозом без клинических признаков синовита (5 мужчин и 19 женщин, средний возраст 58,6±5,6 года, средний индекс массы тела 28,3+4,5 кг/м²) получены следующие результаты: для 20 малосимптомных суставов ТЛР составил 80,9+10,2 Дж, для 28 «симптомных» суставов (периартриты) - 66,2+12,3 Дж. Выполнение теста в группе больных остеоартрозом с синовитами коленных суставов (14 женщин, 16 коленных суставов) результат ТЛР для «симптомных» суставов составил 34,2+20,4 Дж, что в 1,9 раза меньше, чем при периартритах (р=0.000).

Новизна предлагаемого способа свидетельствует о творческом характере решения, то есть говорит о соответствии предлагаемого решения критерию "неочевидности".