Способ прогнозирования риска развития приобретенных деформаций стоп у детей Российский патент 2023 года по МПК A61B5/537 G01N33/50 

Изобретение относится к медицине, в частности к травматологии и ортопедии, педиатрии, анатомии человека, хирургии и может быть использовано для прогнозирования риска развития приобретенных деформаций стоп у детей.

Проблема прогнозирования и профилактики приобретенных деформаций стоп у детей сохраняет свою актуальность, учитывая тот факт, что у детей с приобретенными деформациями стоп наблюдаются различные осложнения как со стороны нервной, сердечно-сосудистой и других систем, так и костно-мышечной системы в целом. Актуальность данной проблемы также заключается в том, что расходы на лечение и уход за детьми с приобретенными деформациями стоп наносят существенный экономический ущерб не только семье ребенка, но и бюджету страны в целом. Приобретенные деформации стоп имеют широкое распространение, в том числе и у детей. Несмотря на достижения современной медицины, частота приобретенных деформаций стоп у детей по данным ВОЗ не имеет тенденции к снижению. [Педиатрия. Национальное руководство. Краткое издание / под ред. А.А. Баранова. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2017. - 768 с.; Томаев, Г.Г. Диагностика плоско-вальгусной деформации стоп у детей в возрасте от 6 до 11 лет / Г.Г. Томаев // Children's Medicine of the North-West. - 2021. - T. 9. - №1. - C. 342.; Ортопедия. Национальное руководство / под ред. С.П. Миронова, Г.П. Котельникова. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2019. - 944 с.].

Учитывая вышеупомянутое, отечественными и зарубежными учеными ведется активный поиск адекватных и доступных алгоритмов и программ по прогнозированию приобретенных деформаций стоп у детей, что позволит проводить своевременную профилактику развития данной патологии.

Следует отметить, что в настоящее время отсутствует компьютерная программа прогнозирования приобретенных деформаций стоп у детей, обладающая высокой информативностью.

В последние годы накоплен большой материал, свидетельствующий о наличии корреляции между возникновением некоторых заболеваний и антропометрическими показателями человека, в том числе и компонентами массы тела, о специфике клинической картины в зависимости от типа индивидуальной конституции человека, о различиях в протекании адаптационного процесса при смене климатического и географического региона у лиц с различными антропометрическими данными [Николаев В.Г. Использование антропологического подхода в клинической медицине / В.Г. Николаев, А.И. Кобежиков, Н.Г. Кобилева // Актуальные проблемы морфологии: сб. науч. труд. - Красноярск: Изд-во КрасГМА, 2008. - С. 93-95; Сергеев B.C. Конституциональные соматотипы: диагностические и лечебно-профилактические аспекты / В.Н. Сергеев, И.А. Курникова, В.И. Михайлов и др. // Вестник неврологии, психиатрии и нейрохирургии. - 2014. - №5. - С. 75-105; Томаева К.Г., Гайдуков С.Н., Комиссарова Е.Н. Способ прогнозирования риска развития преэклампсии у женщин разных соматотипов. - Патент RU 2679111. - 2019.; Томаева К.Г., Гайдуков С.Н., Комиссарова Е.Н. Способ прогнозирования риска развития слабости родовой деятельности у женщин разных соматотипов. - Патент RU 2723596. - 2020.; Томаева К.Г., Гайдуков С.Н., Комиссарова Е.Н. и соавт. Способ прогнозирования риска развития преждевременных родов у женщин разных соматотипов. - Патент RU 2747592. - 2021.; Томаева К.Г., Гайдуков С.Н., Комиссарова Е.Н. Способ прогнозирования риска развития плацентарной недостаточности у беременных женщин разных соматотипов. - Патент RU 2731608. - 2020.; Томаева К.Г., Гайдуков С.Н., Комиссарова Е.Н. и соавт. Способ прогнозирования риска развития гипотонии матки в раннем послеродовом периоде у женщин разных соматотипов. - Патент RU 2764952. - 2022.]. Такой подход в медицине позволяет повысить качество диагностики, эффективность профилактики заболеваний и обеспечить качественный медицинский прогноз [Николаев В.Г. Методические подходы в современной клинической антропологии / ВТ. Николаев // Biomedical and Biosocial Anthropology. - 2007. - №9. - С. 1-9.].

Известен способ прогнозирования риска развития приобретенных деформаций стоп у детей, описанный в работе Загороднего Н.В. [Загородний Н.В. и соавт. Способ определения степени плоско-вальгусной деформации стопы: Патент RU 2576087. - 2016.]. В предложенном способе автор выполняет клинический осмотр, плантографию и рентгенографию стопы. При выявлении во время осмотра положительного симптома «подглядывающих пальцев», при значении измеренного угла ротации голени менее 13°, угла пронации пятки более 10°; при выявлении на рентгенограмме Таранно-I-Плюсневого угла (ТППУ) более 8°, угла наклона пяточной кости (УНПК) менее 18°, угла таранно-ладьевидного соотношения (УТЛС) более 4°; при опущении бугристости ладьевидной кости более чем на 1/3 расстояния от линии Фейса до плоскости опоры; при отрицательных тестах «стойка на носках» и Джека, судят о наличии плоско-вальгусной деформации стопы.

Недостатки известного способа: высокая степень облучения растущего организма ребенка, громоздкость рентгенологического оборудования.

Известен способ прогнозирования риска развития приобретенных деформаций стоп у детей, описанный в работе Виндерлих М.Е. [Виндерлих М.Е. Способ прогнозирования развития и прогрессирования плоско-вальгусной деформации стоп и плоскостопия по уровню серотонина в сыворотке крови детей и подростков. - патент RU 2773007. - 2022.]. В предложенном способе автор определяет в сыворотке крови серотонин с помощью иммуноферментного анализа крови у ребенка в возрасте от 3 лет до 15 лет и при его значении у детей до 270 нг/мл считают благоприятное формирование сводов стопы, при значении показателя серотонина выше 270 нг/мл считают высокий риск прогрессирования плоско-вальгусной деформации стоп и плоскостопия.

Недостатки известного способа: необходимы специальные реактивы для выполнения способа, которые являются дорогостоящими и недоступны для широкого использования. Изменение концентрации серотонина в крови может сопровождать целый ряд заболеваний, напрямую не связанных с развитием деформации стопы. Автор не уточняет, о какой форме плоско-вальгусной деформации идет речь (о врожденной или приобретенной).

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ прогнозирования риска развития приобретенных деформаций стоп у детей, описанный в работе Гаврикова К.В. [Гавриков К.В. и соавт. Способ диагностики состояния отделов стопы: Патент RU 2253363. - 2004.]. В предложенном способе автор производит снятие отпечатков подошвенной поверхности стоп на специально укрепленном планшетном сканере, способном выдержать вес человека. Затем автор производит обработку отпечатков стопы графико-расчетным методом при помощи компьютерной программы, позволяющей выделить ключевые точки стопы: точку А, соответствующую головке первой плюсневой кости; точку В, соответствующую головке пятой плюсневой кости, далее проводят прямую АВ, находят середину прямой АВ и обозначают ее за точку Z; точку С, наиболее выступающую кнаружи на пятке; точку С, наиболее выступающую слева на пятке, далее проводят прямую СС'', находят середину прямой СС и обозначают ее за точку F; прямую FZ принимают за условную ось стопы, затем проводят прямые AN и BR, параллельные условной оси стопы; точку Р, крайнюю переднюю точку большого пальца; проводят прямую РА; точку Q, крайнюю переднюю точку отпечатка пятого пальца; проводят прямую BQ; точку D, крайнюю заднюю точку отпечатка пятки; строят прямую ВС и опускают на нее перпендикуляр из точки D, таким образом получают точку Е; от точки Е по прямой BE откладывают отрезки, равные 0,30, 0,46 и 0,60 длины отпечатка, точки U, V и W, соответственно, из найденных точек строят перпендикуляры к прямой BE - прямые UU', VV' и WW', далее из точки С' на прямую UU' проводят перпендикуляр - прямую С'Н; точку К, соединяющую касательную к контуру пятки и прямую UU'; проводят прямую С'К; точку G, между основанием 3-го и 4-го пальцев стопы; проводят прямую FG, после этого находят точки пересечения прямых FZ и FG с прямой VV' - точки X' и Y, соответственно; точку X, соединяющую середину отпечатка стопы с прямой V справа. После разметки стопы вычисляют диагностические показатели для определения состояния отделов стопы. Состояние переднего отдела стопы определяют по следующим показателям: измеряют углы NAP и QBR, если угол NAP меньше 18°, следовательно, медиальная часть стопы в норме, если угол NAP больше или равняется 18° - имеет место поперечное распластывание; если угол QBR меньше 12°, следовательно, латеральная часть стопы в норме, если угол QBR больше или равняется 12° - имеет место поперечное распластывание. Состояние среднего отдела стопы характеризуется показателем К, где K=X/Y, X - расстояние между точками X и X', a Y - расстояние между точками V и Y, при этом степень продольного плоскостопия определяют по показателю К следующим образом: при К≤0,5 - стопа полая, при 0,5<К≤1, 10 - стопа с нормальным сводом, при 1,10<К≤1,20 - стопа с пониженным сводом, при 1,20<К≤1,30 - первая степень плоскостопия; при 1,30<К≤1,50 - вторая степень плоскостопия; при К>1,50 - третья степень плоскостопия. Состояние заднего отдела стопы характеризуется углом НС'K: если угол НС'K больше или равняется 5°, состояние стопы в норме, если угол НС'K меньше 5° - стопа плоская.

Недостатки известного способа: использование в клинической практике ограничено необходимостью наличия специальной дорогостоящей аппаратуры, которая отсутствует в поликлиниках; способ сложен в исполнении из-за многочисленных расчетов.

Целью изобретения является разработка способа прогнозирования риска развития приобретенных деформаций стоп у детей без лучевой нагрузки на растущий организм.

Поставленная цель достигается тем, что в предложенном способе обследуемому ребенку проводят антропометрические измерения по общепринятым правилам и методике. Длина тела измеряется медицинским ростомером (с точностью до 0,5 см), масса тела - на медицинских весах (с точностью до 100 г), обхватные размеры тела - сантиметровой лентой (с точностью до 0,5 см). [Брожек И. Определение компонентов человеческого тела / И. Брожек // Вопр. антропологии. - 1960. - Вып.5. - С. 31-57.].

Далее ребенку проводят биоимпедансный анализ на портативном биоимпедансном анализаторе «МЕДАСС АВС-01», со встроенной компьютерной программой. Биоимпедансный анализ проводят согласно инструкции производителя анализатора. Измерение проводят через 2 часа после приема пищи, через сутки после физических нагрузок. В программу вводят значения длины, массы тела, обхвата талии и бедер, возраст и пол ребенка. Обследуемого ребенка располагают на горизонтальной поверхности, на спине, на медицинской кушетке шириной не менее 80 см, без контакта с металлическими частями кушетки и со стеной. Между руками и туловищем, а также между ногами не должно быть контакта. По два электрода располагаются на руке и на ноге. Потенциальный (проксимальный) электрод устанавливается серединой над межкостной щелью голеностопа или щиколотки. Токовые электроды располагают дистальнее, не менее чем в 2,5 см от потенциальных. Свободные от клеящегося геля концы электродов ориентируют в сторону расположения прибора. Красные клеммы присоединяют к дистальным электродам (которые ближе к пальцам), а черную клемму - к проксимальным электродам. В ходе исследования полученные данные отображаются на компьютере и встроенная компьютерная программа автоматически рассчитывает абсолютное и относительное содержание основных компонентов тела: жировой и скелетно-мышечной массы.

В сыворотке крови у детей определяют уровень общего кальция (в ммоль/л) на автоматизированной модульной платформе Roche Cobas 8000 с биохимическим модулем с702 (Roche Diagnostics, Швейцария) и общего 25-гидроксикальциферола (в нг/мл) на автоматическом иммунохимическом анализаторе UniCel Dxl 800 (Beckman Coulter, США).

Полученные данные детей заносят в статистическую программу SPSS. С помощью корреляционно-регрессионного анализа выявлена статистически значимая связь приобретенных деформаций стоп у детей с жировой массой тела (r=0,82; р<0,05), скелетно-мышечной массой тела (r=-0,87; р<0,05), уровнем сывороточного общего кальция (r=-0,85; р<0,05), уровнем сывороточного общего 25-гидроксикальциферола (r=-0,91; р<0,05). Учитывая наличие связи между вышеперечисленными показателями (признаками), в ходе множественного регрессионного анализа получают уравнение регрессии (формулу) для прогностических моделей, с помощью которого прогнозируют развитие приобретенных деформаций стоп у детей: ВРПДС=92,19+(1,44×А)-(1,79×В)-(16,16×С)+(0,033×Д),

где ВРПДС - вероятность развития приобретенных деформаций стоп у детей (в %),

А - процентное содержание жировой массы тела в общей массе тела ребенка,

В - процентное содержание скелетно-мышечной массы тела в общей массе тела ребенка,

С - уровень сывороточного общего кальция (в ммоль/л),

Д - уровень сывороточного общего 25-гидроксикальциферола (в нг/мл).

Согласно общепринятым шкалам [Александрович Ю.С., Гордеев В.И. Оценочные и прогностические шкалы в медицине критических состояний. -Изд-во "Сотис". - 2007. - 140 с.] риск развития патологического процесса подразделяется на низкий, умеренный и высокий. При получении значения ВРПДС в пределах менее 30% риск развития приобретенных деформаций стоп у детей низкий, в пределах более 60% - высокий. При получении значения ВРПДС в пределах от 30% до 60% подразумевают умеренную степень риска развития патологии. Это означает, что чем ближе результат к 60%, тем выше вероятность развития патологического процесса (приобретенных деформаций стоп у детей), а чем ближе результат к 30%, тем ниже вероятность развития патологического процесса (приобретенных деформаций стоп у детей).

В полученную формулу подставляют данные обследуемого ребенка и по полученному результату судят о вероятности развития приобретенных деформаций стоп у конкретного обследуемого.

Статистическая обработка полученных результатов заявляемого способа проведена с применением пакета прикладных программ STATGRAPHICS Plus 5,0 for Windows и SPSS 15,0 for Windows. Применялись стандартные статистические методы [Гублер Е.В. Вычислительные методы анализа и распознавания патологических процессов. - Л.: Медицина. - 1978. - 294 с. ]. Достоверность различий в группах оценивалась с помощью параметрических методов (t-критерий Стьюдента), для относительных величин применялся χ²-критерий Пирсона. Различия при уровне значимости р<0,05 расценивались как достоверные.

Полученные результаты

Проведено обследование 237 детей, из них 127 имели приобретенные деформации стоп, 110 - не имели деформаций стоп.Возраст обследованных детей колебался от 6 до 11 лет.

Критерием включения детей в исследование явилось отсутствие в анамнезе тяжелой соматической патологии, отсутствие нейро-мышечных заболеваний в анамнезе (детский церебральный паралич, полиомиелит, миопатия), отсутствие инвалидности по опорно-двигательной системе, отсутствие врожденных деформаций нижних конечностей и разницы в длине нижних конечностей, возраст детей от 6 лет до 17 лет включительно, информированное добровольное согласие одного из родителей ребенка на участие в исследовании.

Нами выявлено, что из приобретенных деформаций стоп у детей (табл.1) достоверно чаще встречались сочетанные (комбинированные) деформации стоп (р<0,05). Диагноз деформаций стоп подтверждался с помощью компьютерной плантографии и компьютерной томографии.

Уровень сывороточного общего кальция и сывороточного общего 25-гидроксикальциферола у обследованных детей представлены в таблице 2. Как видно из полученных данных, имелись достоверные различия по всем показателям в обследуемых группах (р<0,05). Так, уровень сывороточного общего кальция и сывороточного общего 25-гидроксикальциферола у обследованных детей был достоверно ниже в группах детей с приобретенными деформациями стоп, причем как у мальчиков, так и у девочек (р<0,05).

В таблице 3 представлены антропометрические данные и показатели биоимпедансного анализа в обследованных группах.

Примеры конкретного выполнения способа:

Пример 1. Девочке, 8 лет, произведены антропометрические измерения: длина тела - 126,7 см, масса тела - 30 кг. Уровень сывороточного общего кальция составил 1,3 ммоль/л, сывороточного общего 25-гидроксикальциферола - 10,1 нг/мл. При проведении биоимпедансного анализа получены следующие данные: жировая масса тела составила - 8,8 кг, процентное содержание жировой массы тела в общей массе тела - 29,2%, скелетно-мышечная масса тела составила - 3,7 кг, процентное содержание скелетно-мышечной массы тела в общей массе тела - 12,3%. ВРПДС по полученной формуле составила 91,9%. При наблюдении за ребенком в течение двух лет была выявлена приобретенная плоско-вальгусная деформация стоп, т.е. фактические данные соответствовали прогнозу по заявляемому способу.

Пример 2. Мальчику, 6 лет, произведены антропометрические измерения: длина тела - 115,5 см, масса тела - 25 кг. Уровень сывороточного общего кальция составил 1,8 ммоль/л, сывороточного общего 25-гидроксикальциферола - 15,2 нг/мл. При проведении биоимпедансного анализа получены следующие данные: жировая масса тела составила - 7,1 кг, процентное содержание жировой массы тела в общей массе тела - 28,3%, скелетно-мышечная масса тела составила - 3,6 кг, процентное содержание скелетно-мышечной массы тела в общей массе тела - 14,4%. ВРПДС по полученной формуле составила 79,1%. При наблюдении за ребенком в течение двух лет была выявлена приобретенная вальгусная деформация стоп, т.е. фактические данные соответствовали прогнозу по заявляемому способу.

Пример 3. Девочке, 7 лет, произведены антропометрические измерения: длина тела - 123,5 см, масса тела - 26 кг. Уровень сывороточного общего кальция составил 2,1 ммоль/л, сывороточного общего 25-гидроксикальциферола - 28,2 нг/мл. При проведении биоимпедансного анализа получены следующие данные: жировая масса тела составила - 6,8 кг, процентное содержание жировой массы тела в общей массе тела - 26,2%, скелетно-мышечная масса тела составила - 6,3 кг, процентное содержание скелетно-мышечной массы тела в общей массе тела - 24,4%. ВРПДС по полученной формуле составила 53,8%. При наблюдении за ребенком в течение трех лет было выявлено приобретенное плоскостопие стоп 1 ст., т.е. фактические данные соответствовали прогнозу по заявляемому способу.

Пример 4. Мальчику, 8 лет, произведены антропометрические измерения: длина тела - 128,7 см, масса тела - 28 кг. Уровень сывороточного общего кальция составил 2,17 ммоль/л, сывороточного общего 25-гидроксикальциферола - 28,3 нг/мл. При проведении биоимпедансного анализа получены следующие данные: жировая масса тела составила - 6,3 кг, процентное содержание жировой массы тела в общей массе тела - 22,4%, скелетно-мышечная масса тела составила - 9,1 кг, процентное содержание скелетно-мышечной массы тела в общей массе тела - 32,3%. ВРПДС по полученной формуле составила 32,6%. При наблюдении за ребенком в течение 4-х лет не было выявлено приобретенных деформаций стоп, т.е. фактические данные соответствовали прогнозу по заявляемому способу.

Пример 5. Мальчику, 7 лет, произведены антропометрические измерения: длина тела - 126 см, масса тела - 25,5 кг. Уровень сывороточного общего кальция составил 2,2 ммоль/л, сывороточного общего 25-гидроксикальциферола - 30,2 нг/мл. При проведении биоимпедансного анализа получены следующие данные: жировая масса тела составила - 5,1 кг, процентное содержание жировой массы тела в общей массе тела - 20,1%, скелетно-мышечная масса тела составила - 8,8 кг, процентное содержание скелетно-мышечной массы тела в общей массе тела - 34,4%. ВРПДС по полученной формуле составила 25,8%. При наблюдении за ребенком в течение пяти лет не было выявлено приобретенных деформаций стоп, т.е. фактические данные соответствовали прогнозу по заявляемому способу.

Пример 6. Мальчику, 9 лет, произведены антропометрические измерения: длина тела - 131,5 см, масса тела - 29 кг. Уровень сывороточного общего кальция составил 2,5 ммоль/л, сывороточного общего 25-гидроксикальциферола - 34,3 нг/мл. При проведении биоимпедансного анализа получены следующие данные: жировая масса тела составила - 3,9 кг, процентное содержание жировой массы тела в общей массе тела - 13,5%, скелетно-мышечная масса тела составила - 11,1 кг, процентное содержание скелетно-мышечной массы тела в общей массе тела - 38,4%. ВРПДС по полученной формуле составила 3,7%. При наблюдении за ребенком в течение пяти лет не было выявлено приобретенных деформаций стоп, т.е. фактические данные соответствовали прогнозу по заявляемому способу.

Таким образом, проведение расчетов по представленной выше формуле, которое можно производить с помощью калькулятора или программы Microsoft Excel, позволяет с достаточно высокой точностью предсказать прогноз возникновения приобретенных деформаций стоп у детей, а также позволяет формировать среди пациентов группы высокого риска по развитию данного заболевания в амбулаторных условиях на приеме у педиатра или у ортопеда, что будет способствовать более ранней эффективной реализации лечебно-профилактических мероприятий по предупреждению развития приобретенных деформаций стоп у детей.

Преимущества заявляемого способа прогнозирования риска развития приобретенных деформаций стоп у детей заключаются в том, что способ прост в исполнении, легко воспроизводим, широко доступен, так как аппараты для биоимпедансного анализа широко распространены, безопасен для растущего организма ребенка ввиду отсутствия лучевой нагрузки, а также не требует больших материальных затрат, и позволяет рассчитать индивидуальный прогноз развития заболевания.

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, педиатрии. У обследуемого ребенка в возрасте от 6 лет в сыворотке крови определяют уровень общего кальция и общего 25-гидроксикальциферола. Рассчитывают процентное содержание жировой и скелетно-мышечной массы тела с помощью биоимпедансного анализатора. Производят расчет вероятности развития приобретенных деформаций стоп у детей с помощью оригинальной формулы. Способ прост в исполнении, легко воспроизводим, доступен, безопасен для растущего организма ребенка ввиду отсутствия лучевой нагрузки, а также позволяет рассчитать индивидуальный прогноз развития заболевания. 3 табл., 6 пр.

Способ прогнозирования риска развития приобретенных деформаций стоп у детей, включающий определение антропометрических показателей, отличающийся тем, что у обследуемого ребенка в возрасте от 6 лет в сыворотке крови определяют уровень общего кальция и общего 25-гидроксикальциферола, рассчитывают процентное содержание жировой и скелетно-мышечной массы тела с помощью биоимпедансного анализатора, полученные данные заносят в формулу:

ВРПДС= 92,19 + (1,44×А) - (1,79×В) - (16,16×С) + (0,033×Д),

где ВРПДС - вероятность развития приобретенных деформаций стоп у детей в %;

А - процентное содержание жировой массы тела в общей массе тела ребенка,

В - процентное содержание скелетно-мышечной массы тела в общей массе тела ребенка,

С - уровень сывороточного общего кальция в ммоль/л,

Д - уровень сывороточного общего 25-гидроксикальциферола в нг/мл

и по полученному результату от 60% до 100% прогнозируют высокий риск развития приобретенных деформаций стоп у детей.