Функциональные биомеханические методы диагностики патологии позвоночника
РГМУ, г. Москва
Диагностика патологии позвоночника сегодня включает не только традиционные клинические и функциональные тесты, но и специальные методы функциональной диагностики. То, что клинические тесты не позволяют выявить весь спектр патологии вертебральной системы тоже не является секретом. С точки зрения функции у позвоночника основные это: опорная и двигательная. В литературе часто упоминается ещё и амортизационная. С точки зрения биомеханики все они очень тесно взаимосвязаны. Функция опоры непосредственно связана с пространственной формой позвоночника, наличием и геометрией изгибов. Функция опоры предполагает минимально возможную подвижность. Функция движения является противоположной функции опоры, ибо подвижность является антагонистом стабильности. Амортизационная функция находится между ними. С одной стороны, амортизирующая структура должна быть стабильна, с другой упруго уступать ударному воздействию поглощая его. Клинически адекватно оценить все три функции, вряд ли возможно. Так форму и изгибы позвоночника клинически оценить можно, но какую форму и какие изгибы? На 90% это касается формы и изгибов только во фронтальной плоскости. Именно эта плоскость наиболее хорошо может быть оценена визуально. На самом деле и для фронтальной плоскости наиболее адекватно оцениваемой является только патология грудного отдела (Poncet P. Et all 2000; Pearsall D.J., Reid J.G., Hedden D.M. 1992). Сагиттальная уже с существенными ошибками, а поперечная требует способностей к визуальной пространственной реконструкции, которой обладают далеко не все художники. Функция движения, как и вообще движение не является адекватно анализируемой посредством зрения. В отношении позвоночника это усугубляется тем, что собственно позвоночный столб не виден, будучи окружен мощным слоем мягких тканей и внутренними органами. И если в отношении формы или подвижности позвоночника может присутствовать в той или иной степени возможность самообмана, то с амортизационной функцией всё очевидно – функция существенная, но оцениваться клинически она не может. Здесь самообман не работает. Надо сказать, что и в отношении оценки подвижности позвоночника визуальные методы работают с существенной ошибкой не только по причине наличия мягких тканей и собственно самой природы зрения, но и тем, что движения в позвоночнике значительно маскируются смещением в пространстве массивного пояса верхних конечностей. Именно по этой причине в конце ХХ и начале ХХI века стали активно разрабатываться технологии функциональной диагностики применительно к позвоночнику.
Наибольшее развитие получили методы регистрации или точнее, модельного воспроизведения формы позвоночника. Используются методы, в основном, оптические различной направленности (дифракционные, муаровые, лазерные….). В конечном счёте, трёхмерная поверхность тела модулируется, какой-либо, с известной регулярностью, теневой картиной или лазерным лучом, а далее по двухмерной картине (фотография) или пространственной (несколько фото или видео камер) реконструируется трёхмерная поверхность тела. Это, как правило, поверхности спины человека. Далее следует второе модельное построение – реконструкция позвоночника. К сожалению, оптический метод, за счёт целого ряда модельных построений весьма не безупречен. Кроме этого, значительно снижают доверие к результатам такие факторы, как избыточный вес, последствия травм и оперативных вмешательств. Значительно более приемлемые результаты можно получить с использованием метода компьютерной томографии, правда, пока этот метод для обсуждаемых целей, хотя и перестал быть экзотическим, но не стал заурядным. Кроме этого, получить результаты, пока возможно только для положения – лёжа. Не будем упоминать о более сложных и, фактически, недоступных способах исследования, как пространственная рентгенография в движении. Более утилитарные способы – это группа контактных методов, которая позволяет не только регистрировать пространственную конфигурацию тела человека, но и делать это при выполнении функциональных проб (сгибание, наклоны, ротация). Таких методов разработано несколько. Один из удобных в клиническом применении – ультразвуковой прибор Zebris. Щупом прибора проводится регистрация костных выступов тела и остистых отростков позвоночника. Другой прибор – Spinal Mouse, действует наподобие старых манипуляторов «мышь». Прокатывая его по остистым отросткам – получаем их линию в пространстве, в том числе и при функциональных пробах. Однако, контактные методы позволяют фиксировать только начальное и конечное положение при выполнении функциональных проб. Для определения возможности движений в шейном и поясничном отделе позвоночника в динамике применяются другие методы. Один из наиболее часто используемых – видеоанализ. Это сложный и дорогой метод, который так же не избавлен от существенных модельных построений, в силу невозможности регистрировать движения в позвоночнике непосредственно. От этого не избавлены даже чисто научные инвазивные методы, связанные с фиксацией маркеров непосредственно иглами, под анестезией к остистым отросткам. Тем не менее, во всех случаях требуется модельное построение, и результат мы анализируем по модели. В этом отношении более практичны контактные приборы регистрирующие движение позвоночника, обычно только для поясничного отдела - Lumbar Motion Monitor. Иными словами, этот класс приборов, регистрируя перемещения условного грудного отдела и условного таза, позволяет иметь количественное и качественное представление о движениях в поясничном отделе позвоночника.
В последнее десятилетие появился новый класс приборов, которые справляются с данной задачей технически успешней. Они не обладают существенным весом и не имеют механической связи. Это электронные гироскопы. Точнее – приборы безплатформенной инерциальной навигации. Данный тип приборов регистрирует углы поворота в пространстве любого сегмента тела человека. Далее следует известное модельное построение и возможность получить представление о движении не только в поясничном, но и в шейном отделе позвоночника. Этой технологии доступна и регистрация движений в грудном отделе. Другое преимущество, что этот тип устройств, ориентируясь в пространстве, позволяют регистрировать реальное положение сегментов тела. Для сравнения – устройства типа Lumbar Motion Monitor работают в собственной системе координат, и реальное положение в пространстве исследователь может лишь определить в методике исследования.
Амортизационные свойства позвоночника определить и с применением аппаратных методов не очень просто. Наиболее распространённый вариант – акселерометрия по вертикальной направляющей, когда один акселерометр расположен на уровне крестца, а другой на теменной области головы. Обследуемый делает проход в несколько шагов. Начальная фаза опоры – является, по сути, ударом, который передается, затухая от пяточной кости до черепа. Разность величины ускорения регистрируемого на уровне крестца и теменной области позволяет оценить амортизационную функцию позвоночника. Необходимо уточнить, что ударные нагрузки не однородны. Они имеют разную частотно-амплитудную структуру, и описываемая методика ещё не вышла за рамки научных лабораторий.
Данный краткий обзор является попыткой продемонстрировать, что диагностика функциональной вертебральной патологии является важным звеном, как в первичной ортопедической диагностике, так и в динамическом наблюдении. Особенно существенно то, что получаемая посредством инструментальных биомеханических методов информация не может быть получена иными способами. Другой аспект – то, что ряд представленных технологий функционального исследования, в настоящее время, является вполне доступным инструментом.
По материалам 2-ой научно-практической конференции «Реабилитация при патологии опорно-двигательного аппарата», 24-25 апреля 2012 года, г. Москва.
Автор: Скворцов Д.В.
Дата публикации: 28.04.2012
Источник: 2-я научно-практическая конференция «Реабилитация при патологии опорно-двигательного аппарата»