НЕИНВАЗИВНЫЙ МЕТОД КОРРЕКЦИИ ПЛОСКОСТОПИЯ И НАРУШЕНИЙ ОСАНКИ ВО ФРОНТАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ ИЗМЕНЕНИЕМ СПОСОБА ФОРМИРОВАНИЯ ШАГА Российский патент 2018 года по МПК A61H1/00 

Изобретение относится к медицине, а именно ортопедии и предназначено для лечения и профилактики статического плоскостопия и нарушений осанки во фронтальной плоскости. В связи с невозможностью изолированной латерофлексии позвоночника изобретение может быть использовано для лечения нарушений осанки в сагитальной плоскости.

Стопа необходима для реализации собственно опорной, амортизационной и адаптационной функций. Функция определяет форму стопы. Функцию определяет способ формирования шага. Способ формирования шага определяет способ установки стопы на опорную поверхность. Способ установки стопы на опорную поверхность определяет возможность или невозможность реализации амортизационной функции стопы. Эксплуатация стопы в эверсированном положении лишает продольный свод мышечной защиты, что в условиях конституциональной слабости связочного аппарата является основой патогенеза продольного плоскостопия. Эксплуатация стопы без использования сгибателей пальцев приводит к потере переднего свода, что является основой патогенеза поперечного плоскостопия вне зависимости от конституции. Отсутствие или снижение функции сгибателей пальцев приводит к отсутствию второго двигательного толчка и второго этапа амортизации ударной нагрузки. Недостаточная сила второго двигательного толчка не позволяет совместить вектор реакции опоры, в двухопорной фазе формирования шага, с общим центром масс тела, что приводит к необходимости формирования опрокидывающего момента. Опрокидывающий момент образуется путем увеличения угла кифоза при описанном в данной работе втором типе формирования шага, и/или увеличении угла наклона таза, что характерно для третьего типа формирования шага. Осанка во фронтальной плоскости определяется углом кифоза, углом наклона таза и углом лордоза. Гармоничная осанка определяется одинаковым углом кифоза и лордоза, составляющих 22-25 градусов. Таким образом, функция пальцев стоп определяет осанку. Нарушения осанки и ангулярные гравитационные воздействия на позвоночник, возникающие при выполнении каждого полушага вызывают первичную альтерацию межпозвоночных дисков, приводящую к формированию грыж и развитию статической патологии позвоночного столба. Отсутствие амортизационной функции стопы и замена ее патологическими способами амортизации приводит к повреждению расположенных выше суставов нижних конечностей и более глубоким повреждениям позвоночника. Заявленный тип формирования шага позволяет путем изменения мышечного тонуса восстановить своды стоп, амортизационную функцию стоп, а также, путем совмещения центра масс тела и реакции опоры несущей нижней конечности, гармонизировать осанку.

Известен способ лечения плоскостопия с применением традиционной лечебной гимнастики (Каптелин А.Ф. (ред.) "Лечебная физкультура в системе медицинской реабилитации". М.Медицина, 1995, с. 98), который представляет собой комплекс специальных упражнений (от 15 до 20) для мышц голени и стопы, выполняемых из различных исходных положений: лежа, сидя, стоя, в ходьбе, с применением специальных пособий: мелких предметов, ребристых и скошенных поверхностей, специальных дорожек, сложенных из мелких камней различного размера и конфигурации. Все упражнения направлены на активацию мышц голени и стопы, участвующих в формировании сводов. Уровень нагрузки определяется продолжительностью занятия, количеством выполняемых упражнений, исходными положениями и количеством повторений каждого упражнения.

Из уровня техники известен способ лечения плоскостопия (Патент RU 2592778, опубл. 22.05.2014 г), состоящий из двух этапов. Первый этап длится три месяца и состоит из утренней гигиенической гимнастики, проводимой 5 раз в неделю по 15 минут и занятий лечебной гимнастикой, проводимых 3 раза в неделю по 30 минут. Лечебная гимнастика включает в себя разгибание, сгибание, супинацию и пронацию стопы, глубокие приседания, наклоны и выпады. Второй этап длится пять месяцев. Он отличается от первого тем, что лечебная гимнастика включает хождение на носках с утяжелителями и без, неглубокие приседания на носках, перекаты на стопах. Но, как отмечают сами авторы, "… ни одна из существующих программ лечебной физкультуры или способов лечебной гимнастики не имеют научно-теоретического обоснования применения физических упражнений при плоскостопии".

Недостатком описанных выше способов является недостаточно высокая эффективность лечения плоскостопия.

Известен способ лечения плоскостопия (Патент RU 2368374, опубл. 27.09.2009 г.), в котором наряду с лечебной физкультурой и физиотерапевтическим лечением пациента подвергают воздействию центробежных сил в направлении голова - нижние конечности на центрифуге со скоростью вращения 42 оборота в минуту в течение 15 минут ежедневно 10-15 раз. В качестве патогенетического компонента лечения рассматривается давление педалей аппарата на свод стопы. Недостатком данного способа является то, что данный метод не учитывает особенностей венозного оттока от нижних конечностей и может способствовать развитию несостоятельности венозных клапанов.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение является повышение эффективности коррекции плоскостопия и нарушений осанки за счет коррекции формирования шага, а именно обучения пользования пальцами стоп при стоянии и ходьбе, то есть обучению искусственной походке.

Шаг развивается в четыре периода:

1. Первый период - контакт пятки с поверхностью опоры. Движение контролируется сокращением сгибателей голеностопного сустава. Под давлением голени голеностопный сустав пассивно разгибается, стопа ложится на площадь опоры.

2. Второй период - подошва опирается на плоскость опоры всей своей поверхностью. Тело, под влиянием толчка, проведенного другой стопой, оказывается на одной вертикальной линии с опорной стопой. При этом происходит сгибание стопы мышцами-сгибателями. Вес тела полностью ложится на подошвенный свод, и свод уплощается. Уплощение свода контролируется напряжителями стопы. Происходит первая стадия амортизации ударной нагрузки.

3. Третий период - вес тела переносится на переднюю часть стопы. Сокращение разгибателей голеностопного сустава поднимает пятку. Происходит первая фаза активного толчка. Уплощению подошвенного свода противодействуют напряжители стопы. Это вторая стадия амортизации ударной нагрузки. Передняя арка уплощается, причем, мышца, приводящая первый палец, противодействует этому уплощению.

4. Четвертый период - продолжающееся разгибание стопы. Обеспечивается продолжением сокращения трехглавой мышцы, которое усиливается сокращением сгибателей пальцев стопы и сесамовидных мышц. Стопа приподнимается на цыпочки, плюсна отрывается от опоры, мышцы подошвенного свода, включая сгибатели пальцев, сопротивляются уплощению стопы. Происходит вторая фаза активного толчка. Стопа отрывается от плоскости опоры, и вес тела переносится на другую ногу.

В основе патогенеза статического плоскостопия лежит биомеханическая проблема - недостаток кинетической энергии второго двигательного толчка при формировании шага. Формирование шага, при котором центр масс тела и вес тела расположен на передней поверхности второго крестцового позвонка, позволяет:

1. Минимизировать мышечные затраты, так как работа мышечной системы направлена на поддержание тела в вертикальном положении, координацию физических сил и формирование двигательного толчка.

2. Добиться наибольшей эффективности шага за счет использования длины всей стопы.

3. Использовать амортизационную функцию стопы для обеспечения работы сводоподдерживающих мышц путем установки стопы параллельно траектории движения и в положении легкой инверсии в полной степени.

4. Добиться минимизации вертикального перемещения общего центра масс. Расчетное снижение общего центра масс в первом периоде формирования шага составит cos 10°, равный 2% длины конечности. При длине конечности 1 метр колебания общего центра масс составит 2 см. Идеальный каблук должен быть равным 2% длины конечности.

5. Минимизировать горизонтальные перемещения общего центра масс путем регулировки ширины шага.

6. Удерживать позвоночник в положении перпендикулярном воздействию гравитации.

Основой коррекции поперечного плоскостопия при ходьбе является формирование универсальной лечебной искусственной походки.

Основой для формирования поперечного плоскостопия является следующие нарушения в развитии шага:

- первое движение стопы начального шага сопровождается сокращением разгибателей пальцев, которое сохраняется при переносе конечности до точки опоры;

- первый и второй период развития шага проходит при повышенном тонусе разгибателей пальцев, что не позволяет подошвенным напряжителям выполнить первую стадию амортизации ударной нагрузки;

- окончание третьего периода отличается распластыванием поперечного свода стопы;

- четвертый период отсутствует.

Универсальная лечебная искусственная походка предназначена для исключения вышеуказанных нарушений и состоит в следующем формировании полушага:

- перенос колеблющейся конечности от момента отрыва до соприкосновения пятки с опорной поверхностью должен быть проведен по кратчайшей траектории, параллельно траектории движения, с сохранением среднефизиологической оси нижней конечности;

- обязательно полное разгибание коленного сустава в момент соприкосновения пятки с опорной поверхностью;

- первичная установка стопы, в момент соприкосновения пятки с опорной поверхностью, производится параллельно траектории движения и в 2-3 см от нее, что зависит от расстояния между центрами тазобедренных суставов;

- важно избежать разгибания пальцев в этом и последующем моментах;

- перевод стоп в положение незначительной инверсии с удержанием внутреннего свода стопы напряжением задней большеберцовой и длинной малоберцовой мышцами.

- осуществление проката стопы по ее наружной возвышенности до малого пальца при сохранении вышеуказанного положения;

- момент максимального переноса веса тела на опорную стопу в положении голени по отношению к стопе в 90° заканчивается сгибанием большого пальца в плюсно-фаланговом суставе, что позволяет усилить внутренний свод, разгрузив передний свод на первый палец, сохранив передний свод от распластывания, выполнить первый этап амортизации ударной нагрузки;

- сокращением трехглавой мышцы производится отрыв пятки от пола, вес тела переносится на передний отдел стопы с переносом до 50% нагрузки на три первых пальца при продолжающемся сокращении большеберцовых и малоберцовых мышц, сгибателей пальцев, подошвенных напряжителей, мышцы, приводящей первый палец, в результате чего происходит сгибание плюсно-предплюсневого сустава, чем достигается минимальная ширина дистального отдела стопы, что позволяет выполнить второй этап амортизации ударной нагрузки;

- второй этап двигательного толчка производится первым, вторым и третьим пальцем, после чего стопа отрывается от опорной поверхности.

Основным элементом обучения является ходьба по прямой линии. Прямая траектория движения должна быть обозначена на опорной поверхности и иметь максимально возможную длину от возможностей помещения, в котором проводятся занятия. В домашних условиях занятия проводятся босыми стопами, при групповых формах обучения в носках. На первом этапе обучения необходимо убрать угол шага и добиться установки стопы параллельно траектории движения при ширине шага в 2-3 см, что занимает 10-15 минут. Продолжая занятие, необходимо устранить разгибание пальцев в процессе формирования шага, одновременно добиваясь проката стопы в следующей последовательности: пятка => наружная возвышенность => головка пятой плюсневой кости => пятый палец => четвертый => третий => второй => первый палец, при дозированной нагрузке на дистальную головку первой плюсневой кости (первый этап амортизации). При этом необходимо избежать сгибания пальцев в межфаланговых суставах. На этом этапе обучения необходимо добиться полного разгибания коленного сустава при соприкосновении пятки с опорной поверхностью. Добиться выполнения второго этапа амортизации сгибанием плюсно-предплюсневых суставов в третьем периоде формирования шага. Отработку второго этапа амортизации ударной нагрузки легче проводить с использованием тренажера «бегущая дорожка», который искусственно удлиняет задний шаг, что позволяет добиться более быстрой коррекции осанки в сагиттальной плоскости.

Для достижения вышеуказанных результатов достаточно двух-трех занятий по 40 минут. На первом или втором занятии пациенты в возрасте старше 30 лет предъявляют необоснованную претензию, что искусственная лечебная походка заставляет их косолапить. Это субъективное ощущение легко устранить при наличии зеркал в комнате для занятий. Лучшие результаты достигаются при групповой форме обучения. Ребенок достигает лучших результатов обучения, занимаясь с кем-либо из родителей, один из которых обязательно страдает плоскостопием. Закрепление полученных результатов достигается повторными занятиями по 40 минут в течение пяти дней. В дальнейшем необходим постоянный контроль и самоконтроль до достижения рефлекторного правильного формирования шага.

Основой коррекции продольного плоскостопия при ходьбе является формирование универсальной лечебной искусственной походки. Основой для формирования продольного плоскостопия являются следующие нарушения в развитии шага. Больной продольным плоскостопием всегда пользуется углом шага превышающем 15°, при этом используется косой перекат стопы по формуле - пятка => дистальная головка первой плюсневой кости. Используя косой перекат стопы, больной нуждается в увеличении опорной поверхности, чего он достигает путем расслабления задней большеберцовой мышцы, подсознательно опуская внутренний свод. Полученное при этом укорочение шага больной компенсирует передним наклоном таза с патологической нагрузкой на позвоночник.

Универсальная лечебная искусственная походка предназначена для исключения вышеуказанных нарушений и состоит в следующем формировании полушага:

- перенос колеблющейся конечности от момента отрыва до соприкосновения пятки с опорной поверхностью должен быть проведен по кратчайшей траектории, параллельно траектории движения, с сохранением среднефизиологической оси нижней конечности;

- обязательно полное разгибание коленного сустава в момент соприкосновения пятки с опорной поверхностью;

- первичная установка стопы, в момент соприкосновения пятки с опорной поверхностью, производится параллельно траектории движения и в двух-четырех сантиметрах от нее;

- важно избежать разгибания пальцев в этом и последующем моментах;

- перевод стоп в положение незначительной инверсии с удержанием внутреннего свода стопы напряжением задней большеберцовой и длинной малоберцовой мышцами.

- осуществление проката стопы по ее наружной возвышенности до малого пальца при сохранении вышеуказанного положения;

- момент максимального переноса веса тела на опорную стопу в положении голени по отношению к стопе в 90° заканчивается сгибанием большого пальца в плюсно-фаланговом суставе, что позволяет усилить внутренний свод, разгрузив передний свод на первый палец, таким образом, сохранив передний свод от распластывания, выполнить первый этап амортизации ударной нагрузки. Напряжением задней большеберцовой мышцы необходимо удержать внутренний свод от обрушения;

- сокращением трехглавой мышцы производится отрыв пятки от пола, вес тела переносится на передний отдел стопы с переносом до 50% нагрузки на три первых пальца при продолжающемся сокращении большеберцовых и малоберцовых мышц, сгибателей пальцев, подошвенных напряжителей, мышцы, приводящей первый палец, в результате чего происходит сгибание плюсно-предплюсневого сустава, достигается минимальная ширина дистального отдела стопы, что позволяет выполнить второй этап амортизации ударной нагрузки;

- второй этап двигательного толчка производится первым и вторым пальцем, стопа отрывается от опорной поверхности.

Основным элементом обучения является ходьба по прямой линии. Прямая траектория движения должна быть обозначена на опорной поверхности и иметь максимально возможную длину от возможностей помещения, в котором проводятся занятия. В домашних условиях занятия проводятся босыми ногами, при групповых формах обучения в носках. На первом этапе обучения необходимо убрать угол шага и добиться установки стопы параллельно траектории движения при ширине шага в 2-3см, что занимает 10-15 минут. Продолжая занятие, необходимо устранить разгибание пальцев в процессе формирования шага, одновременно добиваясь проката стопы в следующей последовательности: пятка => наружная возвышенность => головка пятой плюсневой кости => пятый палец => четвертый => третий => второй => первый палец, при дозированной нагрузке на дистальную головку первой плюсневой кости. Удержание внутреннего свода путем напряжения задней большеберцовой мышцы (первый этап амортизации). При этом необходимо избежать сгибания пальцев в межфаланговых суставах. На этом этапе обучения необходимо добиться полного разгибания коленного сустава при соприкосновении пятки с опорной поверхностью. Добиться выполнения второго этапа амортизации сгибанием плюсно-предплюсневых суставов в третьем периоде формирования шага. Отработку второго этапа амортизации ударной нагрузки легче проводить с использованием тренажера «бегущая дорожка», который искусственно удлиняет задний шаг, что позволяет добиться устранения переднего наклона таза и коррекции осанки. Наличие тренажера совершенно не обязательно. Избежать переднего наклона таза позволяет второй двигательный толчок, совершаемый первым и вторым пальцем, завершающий формирование полушага.

Для достижения вышеуказанных результатов достаточно двух-трех занятий по 40 минут. На первом или втором занятии пациенты в возрасте старше 30 лет предъявляют необоснованную претензию, что искусственная лечебная походка заставляет их косолапить. Это субъективное ощущение легко устранить при наличии зеркал в комнате для занятий. Лучшие результаты достигаются при групповой форме обучения. Ребенок достигает лучших результатов обучения, занимаясь с кем-либо из родителей, один из которых обязательно страдает плоскостопием. Закрепление полученных результатов достигается повторными занятиями по 40 минут, два раза в день, в течение восьми дней. В дальнейшем необходим постоянный контроль и самоконтроль до достижения рефлекторного правильного формирования шага.

На основе описанного метода формирования шага проводились исследования, в котором приняли участие 135 человек в возрастной категории от 3 до 67 лет. Проводилось обследование стоп с использованием плантовизора, цифровой фотографии, видеозаписей формирования шага на беговой дорожке с последующей раскадровкой и расчерчиванием углов осанки на этапах формирования шага. Выявлена зависимость изменения формы стоп и показателей осанки от способа установки стопы на опорную поверхность в процессе формирования шага. Проведено биомеханическое и анатомическое обоснование вышеуказанных изменений. Выявлено, что существует три основных способа установки стопы на опорную поверхность при формировании шага и, соответственно, три основных типа осанки. Сформулирована динамическая теория формирования осанки. Доказано патологическое воздействие неправильной установки стопы на опорную поверхность на анатомическую форму стопы. Доказано патологическое воздействие использования опрокидывающего момента в двухопорном периоде формирования шага на формирование осанки. Выявлен и обоснован оптимальный способ формирования шага, который обеспечивает: 1) наибольшую эффективность формирования шага; 2) наименьшие вертикальные и горизонтальные перемещения общего центра масс тела; 3) полноценную функцию сводоподдерживающих мышц; 4) амортизационную функцию стопы; 5) исключает использование опрокидывающего момента в духопорном периоде формирования шага.

Лечение осуществлялось с использованием спортивного тренажера беговая дорожка. На первом этапе проводилось обучение пользованию инверсированной стопой в положении стоя (5-10 минут). Затем проводилось обучение формированию шага на беговой дорожке со скоростью 3,5 км/ч с использованием инверсированной установки стопы и сгибателей пальцев. Особое внимание уделялось мышечной поддержке сводов стоп и исполнению второго двигательного толчка. При исполнении второго двигательного толчка исчезает необходимость создания опрокидывающего момента в двухопорном периоде и коррекция осанки происходит самопроизвольно под влиянием гравитации. Для достижения этого эффекта достаточно 30 минут. Занятия с детьми младше 14 лет проводились совместно с тем из родителей, кто имел патологию стопы и нарушение осанки в более выраженной степени. В течение пяти дней проводились ежедневные занятия длительностью 30-40 минут. К четвертому занятию все дети и родители вполне осваивали оптимальный способ формирования шага. Давалась рекомендация использовать оптимальный способ формирования шага в повседневной жизни, назначалось повторное обследование через шесть месяцев.

Через шесть месяцев проведено повторное обследование сорока двух человек. Усредненные результаты лечения, без учета возрастных групп и усилий, затраченных на воспитание, гармонизация осанки с уменьшением углов кифоза и лордоза на восемь градусов, уменьшение вальгуса пятки на шесть градусов, уменьшение косой ширины стопы на 0,6 см, повышение внутреннего свода на 0,4 см.

Группа изобретений (варианты) относится к медицине, ортопедии, предназначена для неинвазивного лечения и профилактики статического плоскостопия и нарушений осанки во фронтальной плоскости. В связи с невозможностью изолированной латерофлексии позвоночника изобретение может быть использовано для лечения нарушений осанки и в сагиттальной плоскости. Изменяют способ формирования шага путем формирования универсальной лечебной искусственной походки, состоящей из последовательных этапов, перечисленных в формуле изобретения, касающихся особенностей переноса колеблющейся конечности от момента отрыва до соприкосновения пятки с опорной поверхностью, первичной установки стопы в момент соприкосновения пятки с опорной поверхностью, перевода стоп в положение незначительной инверсии, осуществления проката стопы по ее наружной возвышенности, переноса веса тела на опорную стопу, отрыва пятки от пола, двигательного толчка первым, вторым или первым, вторым и третьим пальцами, после чего стопа отрывается от опорной поверхности. Группа изобретений обеспечивает эффективную коррекцию плоскостопия и нарушений осанки за счет коррекции формирования шага, а именно обучения пользования пальцами стоп при стоянии и ходьбе, то есть формирования искусственной походки. 2 н.п. ф-лы.

1. Неинвазивный метод коррекции плоскостопия и нарушений осанки во фронтальной плоскости изменением способа формирования шага, заключающийся в формировании универсальной лечебной искусственной походки, состоящей из этапов:

а) перенос колеблющейся конечности от момента отрыва до соприкосновения пятки с опорной поверхностью по кратчайшей траектории параллельно траектории движения с сохранением среднефизиологической оси нижней конечности;

б) полное разгибание коленного сустава в момент соприкосновения пятки с опорной поверхностью;

в) первичная установка стопы в момент соприкосновения пятки с опорной поверхностью производится параллельно траектории движения и в 2-3 см от траектории движения;

г) перевод стоп в положение незначительной инверсии с удержанием внутреннего свода стопы напряжением задней большеберцовой и длинной малоберцовой мышцами;

д) осуществление проката стопы по ее наружной возвышенности до малого пальца при сохранении положения незначительной инверсии;

е) перенос веса тела на опорную стопу в положении голени по отношению к стопе в 90° заканчивается сгибанием большого пальца в плюсно-фаланговом суставе;

ж) отрыв пятки от пола производится сокращением трехглавой мышцы, при этом вес тела переносится на передний отдел стопы с переносом до 50% нагрузки на три первых пальца при продолжающемся сокращении большеберцовых и малоберцовых мышц, сгибателей пальцев, подошвенных напряжителей, мышцы, приводящей первый палец;

з) двигательный толчок производится первым, вторым и третьим пальцем, после чего стопа отрывается от опорной поверхности.

2. Неинвазивный метод коррекции плоскостопия и нарушений осанки во фронтальной плоскости изменением способа формирования шага, заключающийся в формировании универсальной лечебной искусственной походки, состоящей из этапов:

а) перенос колеблющейся конечности от момента отрыва до соприкосновения пятки с опорной поверхностью по кратчайшей траектории параллельно траектории движения с сохранением среднефизиологической оси нижней конечности;

б) полное разгибание коленного сустава в момент соприкосновения пятки с опорной поверхностью;

в) первичная установка стопы в момент соприкосновения пятки с опорной поверхностью производится параллельно траектории движения и в 2-4 сантиметрах от траектории движения;

г) перевод стоп в положение незначительной инверсии с удержанием внутреннего свода стопы напряжением задней большеберцовой и длинной малоберцовой мышцами;

д) осуществление проката стопы по ее наружной возвышенности до малого пальца при сохранении положения незначительной инверсии;

е) перенос веса тела на опорную стопу в положении голени по отношению к стопе в 90° заканчивается сгибанием большого пальца в плюсно-фаланговом суставе, при этом напряжением задней большеберцовой мышцы удерживают внутренний свод от распластывания;

ж) отрыв пятки от пола производится сокращением трехглавой мышцы, вес тела переносится на передний отдел стопы с переносом до 50% нагрузки на три первых пальца при продолжающемся сокращении большеберцовых и малоберцовых мышц, сгибателей пальцев, подошвенных напряжителей, мышцы, приводящей первый палец;

з) двигательный толчок производится первым и вторым пальцем, после чего стопа отрывается от опорной поверхности.