Ходьба на протезе отличается заметной асимметрией изменения межзвенных углов сохранившейся и протезированной конечностей.
При ходьбе у человека возникают силовые факторы, называемые главным вектором и главным моментом сил реакции опоры. Типичные графики вертикальной и продольной составляющих главного вектора опорной реакции при ходьбе в произвольном темпе в норме представлены на рис. 15.18. Для графика вертикальной составляющей главного вектора опорной реакции характерно наличие вершин, соответствующих переднему (опора на пятку) и заднему (отталкивание передним отделом стопы) толчкам. Амплитуда этих вершин превышает массу человека и достигает 1,1— 1,25Р (Р — масса человека). Продольная составляющая тоже имеет две вершины разных знаков: первая, соответствующая переднему толчку, направлена вперед; вторая, соответствующая заднему толчку, направлена назад. Максимум продольной составляющей главного вектора опорной реакции достигает 0,25Р.
Еще одна составляющая главного вектора опорной реакции — поперечная. Она возникает при переступании с одной ноги на другую, и ее максимум достигает 8—10% массы человека. При ходьбе на протезе также характерна заметная асимметрия между опорными реакциями сохранившейся и протезированной конечностей.
Так, при односторонней ампутации голени на 20—25% увеличивается амплитуда угла в ТБС сохранившейся и протезированной конечностей, а при односторонней ампутации бедра возрастает амплитуда этого угла только на протезированной конечности. Межзвенный угол в коленном шарнире (КШ) протезированной конечности в интервале опоры равен нулю, так как отсутствует характерное для нормы подгибание в коленном суставе в начальный момент переднего толчка (рис. 18.52).
Асимметрия ходьбы на протезе проявляется в аритмии шагов: опорный период на протез меньше опорного периода на здоровую ногу. Для количественной оценки этой аритмии вводится коэффициент ритмичности, равный отношению продолжительности опорных периодов протезированной и здоровой конечностей.
Энерготраты при ходьбе в норме и на протезах. Ампутация части нижней конечности резко меняет распределение энерготрат на мышцы здоровой и протезированной конечностей. Усечение одной конечности на уровне голени приводит к потере ее мышечных энергоресурсов на 60—66 %, а на уровне бедра — на 70—85 %. В связи с этим оставшиеся мышцы сохранившейся конечности и культи работают в режиме компенсаторных перегрузок. Расчеты показывают что инвалид, преодолевающий в день расстояние в 5 км, из-за перегрузок нуждается в восполнении энергии, равной 18—20 МДж (при ходьбе в норме в тех же условиях — 5 МДж). Таким образом, одна лишь ходьба переводит инвалидов в категорию лиц, занятых тяжелым физическим трудом.
Рис. 18.52. График изменения межзвенного угла в коленном шарнире при ходьбе на протезе бедра (по А.П. Кужекину и соавт., 1984)
На рис. 18.53 показана траектория перемещения ОЦМ тела человека при ходьбе в норме и на протезе бедра в проекции на фронтальную плоскость.
Рис. 18.53. Траектория ОЦМ человека при ходьбе в норме и на протезе бедра (по А.П. Кужекину и соавт., 1984)
При опоре на сохранившуюся конечность почти вдвое увеличивается вертикальная компонента — подъем ОЦМ вверх, а при опоре на протезированную конечность более чем вдвое увеличивается поперечное перемещение ОЦМ, появляется хромота.
Слепые (незрячие) и слабовидящие
В развитии двигательных функций, координации движений и формировании активной реакции большое значение имеет мышечно-суставное чувство. У незрячих и слабовидящих оно нарушено из-за того, что страдает зрительный анализатор.
У них изменена походка в связи с отсутствием зрительного анализатора. Так, при тестировании незрячих спортсменов выявляется нарушение координации движений, существенные нарушения
выявляются и во время ходьбы: уменьшается длина шага, отсутствует ритмичность движений нижних конечностей, возрастает степень (фаза) опоры на всю ступню и др.
Тренировки незрячих спортсменов направлены на развитие различных видов чувствительности: мышечно-суставной, тактильной, температурной и др.
Для повышения функционального состояния незрячих спортсменов используются тренировки на велоэргометре, третбане (с фиксирующим поясом), в бассейне (с резиновыми поясами-амортизаторами со звуковым сигналом), тренажерах и т. п. с учетом биомеханики.
Сколиоз с позиции биомеханики
Воздействие физических нагрузок на позвоночник приводит к повышению давления на вогнутой стороне позвоночника, которое вначале амортизируется эластичностью межпозвонковых дисков. По мере развития сколиоза, желатиновое ядро диска перемещается в выпуклую сторону, а фиброзное кольцо выпячивается в вогнутую сторону и способствует образованию клювовидных выростов на теле позвонков.
Межпозвонковый диск подвергается дистрофическим изменениям, теряются его амортизирующие свойства. Длительная (усиленная) физическая нагрузка ведет к компрессии позвонков на вогнутой стороне с задержкой их роста, а менее нагруженные отделы диафизарного хряща позвонков на выпуклой стороне продолжают свой рост. Благодаря этому формируются клиновидная форма позвонков с вершиной на вогнутой стороне деформации позвоночника, боковое искривление его и торсия. В связи с торсией позвоночника вокруг вертикальной оси вершина клина расположена по диагонали позвонка, несколько кзади. Деформируются также дужки, остистые, поперечные и суставные отростки позвонков; связочный и мышечный аппарат на выпуклой стороне растягивается, на вогнутой контрагируется, образуются мышечные валики. Эти изменения формы позвонков сопровождаются смещением их в выпуклую сторону, что является также элементом торсии.
Ребра на выпуклой стороне искривления позвоночника в результате торсии деформируются с образованием так называемого заднего реберного горба с расширенными межреберными промежутками.
Таким образом, сколиоз представляет собой сложную деформацию позвоночника в трех плоскостях: фронтальной, сагиттальной и горизонтальной (см. рис. 16.1; 16.24).
Изменения во фронтальной плоскости характеризуется боковыми искривлениями позвоночника, в сагиттальной плоскости — развитием усиленного поясничного лордоза и грудного кифоза, а в горизонтальной плоскости — торсией позвоночника.
По форме сколиоз может быть с одной дугой искривления влево или вправо, S-образный — с двумя, реже — с тремя дугами и тотальный S-образный (см. рис. 16.24).
Для учета течения сколиоза и результатов лечения необходимо клиническое обследование больного; при этом определяются разная высота надплечий, асимметрия расположения лопаток, отклонение остистых отростков от средней линии, наличие торсии по реберному горбу и мышечному валику; важна проверка подвижности позвоночника, стабильность деформации при потягивании за голову. В положении больного стоя выясняют косое стояние таза, наличие лордоза поясничного отдела позвоночника; в положении больного лежа на спине исследуют состояние мышц живота, лежа на животе — состояние мышц спины. Важно определить возможность коррекции деформации позвоночника.
Рис. 18.54. Аппарат Шультеса для измерения торсии позвоночника (за счет выступления реберного горба)
Ротация позвонков определяется по отклонению остистых отростков, асимметрия дужек — на рентгенограммах в фас.
Величину реберного горба измеряют при наклоне туловища вперед и вниз прибором Шультеса (рис. 18.54).
С помощью прибора гониометра Гамбурцева (в модификации Г.Л. Бесядовской) исследуют деформацию позвоночника в трех плоскостях: фронтальной, сагиттальной и горизонтальной.
При этом определяется: 1 — положение надплечий во фронтальной плоскости; 2 — положение таза во фронтальной плоскости; 3 — глубина дуги сколиоза; 4 — величина девиации (угловое смещение С7 от базовой линии во фронтальной плоскости); 5 — величина ротации (угол между линиями надплечий и таза в проекции на горизонтальную плоскость); 6 — вершина угла ротации (точка пересечения линий надплечий и таза) и проекции на горизонтальную плоскость; 7 — положение Tj и отклонение его от базовой (вертикальной) линии в сагиттальной плоскости; 8 — глубина дуги кифоза в сагиттальной плоскости; 9 — глубина дуги лордоза в сагиттальной плоскости (см. рис. 16.29).
Кроме того, искривление позвоночника можно определить с помощью отвеса (см. рис. 16.24), опущенного от остистого отростка VII шейного позвонка.
Общая подвижность позвоночника при ротации составляет 120°, в том числе 5° — в поясничном отделе, 40° — в грудном и 75° — в шейном.
Рис. 18.55. Нормальная осанка (а), сколиоз (б)
В отличие от нормы (рис. 18.55) при сколиозе любой наклон позвоночника — боковой, переднезадний или «косой», т. е. в произвольном направлении) — вызывает ротацию позвонка.
