Способ диагностики асимметрии движений у детей с деформациями челюстей Российский патент 2023 года по МПК A61B5/11 

Изобретение относится к области медицины и позволяет выявлять асимметрию движений опорно-двигательной системы у не имеющих явной ортопедической патологии пациентов с деформациями челюстей до и после хирургического лечения, направленного на исправление прикуса.

Известны способы выявления асимметрии движений, суть которых сводится к использованию двух акселерометров, закрепленных на контралатеральных областях нижних конечностей (А.Г. Баиндурашвили, И.Е. Никитюк, Е.А. Костомарова, Е.Л. Кононова, Д.Б. Барсуков, В.Е. Басков. Оценка функциональных результатов хирургического лечения детей с болезнью Легга-Кальве-Пертеса при помощи портативной системы анализа ходьбы // Гений ортопедии. 2020. Т. 26, №4. С. 508-515). Недостатком указанного способа является его относительно низкая чувствительность - способ позволяет регистрировать функциональную асимметрию только при наличии явной патологии опорно-двигательной системы с достаточно выраженными субъективными и объективными клиническими симптомами. Применение способа с использованием двух акселерометров не позволяет выявить асимметрии движений у пациентов с деформациями челюстей, у которых отсутствуют признаки патологии опорно-двигательной системы.

Известен способ выявления асимметрии движений, заключающиеся в креплении на нижних и верхних конечностях 4-х датчиков измерения проекции ускорения и углов ориентации тела с последующей регистрацией движений и компьютерной обработкой данных (Патент №2654600 РФ). Недостатком способа является необходимость использования большого количества датчиков и их крепления в строго фиксированных и зеркально симметричных положениях относительно вертикальной оси тела человека, что на практике мало достижимо и занимает много времени и не обеспечивает абсолютной повторяемости при повторных исследованиях а также не может гарантировать возможность адекватного сравнения данных у различных обследуемых из-за индивидуальных особенностей анатомического строения и двигательной активности тела.

Известен способ выявления функциональной асимметрии путем использования «классической» стабилометрической оценки нарушения функции равновесия по данным отклонения общего центра давления тела от среднего положения с анализом длины и площади статокинезиограммы, скорости движения центра давления, показателей спектра частот (Скворцов Д.В. Диагностика двигательной патологии инструментальными методами: анализ походки, стабилометрия. - М.: Т.М. Андреева, 2007. - 640 с.).

Недостатком указанного способа является то, что характер функциональной асимметрии оценивается только по величине смещения общего центра давления тела во фронтальной плоскости, однако этот параметр является весьма условным и нестабильным, поэтому не дает понимания механизмов нарушения симметричности движений.

Известен способ выявления асимметрий движений путем стабилометрического исследования в двухплатформенной модификации, включающей расположение по одной стабилометрической платформе под каждой нижней конечностью (Wang Z., Newell K.М. Asymmetry of foot position and weight distribution channels the inter-leg coordination dynamics of standing / Exp Brain Res. 2012; 222(4): 333-44). При этом регистрируется асимметричный характер соотношения линейных скоростей на контралатеральных нижних конечностях. Недостатком способа является использование только одного параметра для оценки асимметрии движений.

Известен способ оценки качества функции равновесия с использованием интегрального показателя в виде коэффициента - процентного отношения площади, ограниченной экспоненциальной зависимостью f(n)=1-е^λn и осью абсцисс, и площади, ограниченной асимптотой данной экспоненциальной зависимости и осями координат (Патент №2165733 РФ). Недостатком способа является то, что для интегральной оценки качества функции равновесия используется только один числовой критерий, что не дает возможности конкретизировать причины отклонения критерия от нормы, так как одно и то же значение критерия может быть получено при различных патологиях.

Известен способ диагностики постуральных нарушений, включающий стабилометрическое исследование пациента в одноплатформенной модификации, съем, запись и анализ стабилометрических показателей и выведение математической формулы с целью количественной характеристики постуральных нарушений и оценки их степени тяжести (Патент №2260370 РФ).

По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемого изобретения.

Задачей изобретения является повышение достоверности оценки с возможностью мониторинга асимметрии движений опорно-двигательной системы при отсутствии явных признаков ее патологии у детей с деформациями челюстей путем количественного анализа асимметрии движений посредством ее вычисления и интерпретирования по интегральному показателю.

Техническое решение указанной задачи достигается тем, что в способе диагностики асимметрии движений у детей с деформациями челюстей, в заявленном изобретении проводят стабилометрическое исследование в двухплатформенной модификации, включающей расположение по одной стабилометрической платформе под каждой нижней конечностью, полученные статокинезиограммы контралатеральных нижних конечностей обрабатывают, проводят расчет показателя асимметрии движений (ПАД) по формуле где л - левая нижняя конечность, п - правая нижняя конечность, у - среднеквадратическое отклонение центра давления в сагиттальной плоскости, х - среднеквадратическое отклонение центра давления во фронтальной плоскости, V - линейная скорость центра давления, Ω - угловая скорость центра давления, при этом при значениях показателя от 1,2 до 1,4 диагностируют незначительную степень асимметрии движений, при значениях от 1,5 до 2 - умеренную степень асимметрии движений, а при значениях более 2 - выраженную степень асимметрии движений.

Полученные стабилометрические данные автоматически обрабатываются при помощи программного пакета, разработанного ОКБ РИТМ (Россия) специально для лечебно-диагностического комплекса "Стабилан 01-2", причем дополнительно (вручную) проводят расчет разработанного Показателя асимметрии движений (ПАД) по предложенной формуле: При вычислении предлагаемого Показателя учитываются параметры у, х, V и Ω, полученные при открытых глазах пациента с целью исключения влияния возможных нарушений проприорецепции на результаты вычисления. При этом при значениях показателя 1,2-1,4 диагностируют незначительную, 1,5-2 - умеренную, свыше 2 - выраженную степень асимметрии движений. Примечание: значения Показателя до 1,19 рассматриваются как норма.

В качестве основы количественной оценки степени асимметрии движений использованы собственные данные результатов распределения величин Показателя ПАД; данные стабилометрических параметров, отклонения которых характеризуют напряженность работы компенсаторных звеньев статокинетической системы по поддержанию вертикальной позы пациентом и изменяются в одинаковых пределах: до 35%, от 35 до 70%, свыше 70% от нормативных данных (Normes-85/Assoc. Franchise de Posturologie, France: Paris, 1985). Также были приняты во внимание значения физиологической асимметрии других физиологических параметров на нижних конечностях, например электрогенеза мышц - до 15% (Шеин А.П., Криворучко Г.А. Асимметрия некоторых биомеханических и биоэлектрических характеристик произвольной и вызванной активности мышц верхних и нижних конечностей у здоровых субъектов // Вестник ЮУрГУ. 2005; 4; 270-276).

Известно, что сочетанное изменение стабилометрических параметров свидетельствует о нарушении статики у пациента. Увеличение по сравнению с нормой параметров у и х соответствует клиническим проявлениям нарушений статики. Увеличение линейной скорости центров давления V указывает на ведущую роль функциональных нарушений в поддержании вертикальной позы. Угловая скорость центров давления Q является показателем стабильности вертикального баланса и при хорошей сбалансированности тела ее показатели минимальны, так как не требуются резкие изменения направления движения центров давления для удержания вертикального положения обследуемого (Доценко В.И., Усачев В.И., Морозова С.В., Скедина М.А. Современные алгоритмы стабилометрической диагностики постуральных нарушений в клинической практике // Медицинский совет.2017; 8: 116-122).

Для реализации способа предлагается использовать стабилометрическое исследование в двухплатформенной модификации, включающей расположение по одной стабилометрической платформе под каждой нижней конечностью - две стабилометрические платформы комплекса "Стабилан 01-2" (ОКБ РИТМ, Россия) с электронной системой и компьютерным программным обеспечением, что позволяет раздельно регистрировать изменения положения центра давления под каждой нижней конечностью. Каждая стабилометрическая платформа имеет квадратную форму (500×500×70 мм) и вес 10 кг. Частота дискретизации составляет 50 Гц. Погрешность измерения координат центра давления во фронтальной и сагиттальной плоскостях составляет ±1%.

Пациент становится левой и правой стопой на одну из двух рядом расположенных стабилометрических платформ, располагая стопы на одинаковом расстоянии от их внутренних краев вровень с линией сантиметровой разметки задних отделов стоп. При этом суммарное расстояние между стопами соответствует клинической базе - расстоянию между передними верхними остями таза, а ориентация каждой стопы осуществляется по линии, проходящей через середину пятки сзади и через дистальную фалангу первого пальца стопы - спереди (схема расположения стоп представлена на Фиг. 1).

Фиг. 1. Схема расположения стоп обследуемых детей на стабилометрических платформах.

Во время исследования пациент стоит в удобном для себя положении при расслабленных жевательных мышцах при исключении соприкосновения зубных рядов верхней и нижней челюстей. Исключаются любые средства опоры. В процессе регистрации с открытыми глазами в течение 20 с пациент фокусирует взгляд на специальном маркере (круг диаметром 5 см на дистанции 3 м прямо перед глазами пациента), вторую половину регистрации пациент стоит с закрытыми глазами также в течение 20 с.

С целью выявления асимметрий движений изучаются параметры статокинезиограммы - изображения траектории движения центра давления во время стабилометрического исследования. Все регистрируемые при исследовании параметры передаются в последовательный порт компьютера, где проходят программную обработку.

Учитываются показатели левой и правой нижних конечностей: среднеквадратические отклонения центра давления в сагиттальной плоскости (у_п и у_п) и во фронтальной плоскости (х_л и х_п) (измеряются в мм) (представлены на Фиг. 2); линейные скорости (У_л и У_п) центра давления (мм/с); угловые скорости (Ω_л и Ω_п) центра давления (град/с).

Фиг. 2. Статокинезиограммы траектории движения центров давления нижних конечностей здорового ребенка (слева - левая нижняя конечность, справа - правая нижняя конечность).

Расчет соотношений показателей (Ω_л/V_л, и Ω_п/V_п„) и другие вычисления производят вручную, например с использованием программы Microsoft Excel.

Для определения выраженности асимметрии движений пациента между левой (л) и правой (п) нижними конечностями предлагается формула вычисления Показателя асимметрии движений (ПАД): , где у - среднеквадратическое отклонение центра давления в сагиттальной плоскости, х - среднеквадратическое отклонение центра давления во фронтальной плоскости, V - линейная скорость центра давления, Ω - угловая скорость центра давления. Учитываются только те из указанных параметров, которые получены при открытых глазах пациента, с целью исключения возможного влияния нарушений проприорецепции на результаты вычисления. При этом при значениях показателя 1,2-1,4 диагностируют незначительную, 1,5-2 - умеренную, свыше 2 - выраженную степень асимметрии /движений. Примечание: значения Показателя до 1,19 рассматриваются как норма.

В табл. 1 представлены стабилометрические параметры и их средние значения, полученные при обследовании здоровых детей в возрасте от 14 до 17 лет.

Для здоровых детей характерны незначительные расхождения между величинами

параметров х_л и х_п, у_л и у_п (Фиг. 2), а также между соотношениями параметров Ω_л/V_л и Ω_n/V_п. При этом отмечается сильная обратная зависимость (reciprocal-Y): от с коэффициентом корреляции 0,74 (р=0,001). Это означает, что у здоровых детей увеличение различий в отклонениях центров давления контралатеральных нижних конечностей в сагиттальной и фронтальной плоскостях приводит к снижению различий в их скоростных параметрах, и наоборот, что обеспечивает невысокий уровень значений Показателя асимметрии движений, не превышающего 1,2.

Способ диагностики асимметрии движений у детей с деформациями челюстей поясняется на примерах.

ПРИМЕРЫ К СПОСОБУ ДИАГНОСТИКИ АСИММЕТРИИ ДВИЖЕНИЙ У ДЕТЕЙ С ДЕФОРМАЦИЯМИ ЧЕЛЮСТЕЙ

Наблюдение 1

Больной С., 17 лет. Клинический диагноз: врожденная расщелина губы и неба (ВРГН) после проведения ранних этапов реконструктивных операций (хейлоринопластики и уранопластики) и сформировавшейся сочетанной зубочелюстно-лицевой аномалией.

С целью коррекции прикуса и восстановления эстетики лица больному была выполнена одномоментная костно-реконструктивная ("ортогнатическая") операция на верхней и нижней челюстях направленная на восстановление нормального взаимоотношения челюстных костей и гармонизацию лица.

На Фиг. 3, 4 представлены фрагменты отчетов стабилометрического исследования больного С., 17 лет.

Фиг. 3. Статокинезиограммы траектории движения центров давления нижних конечностей данного пациента перед операцией (слева - левая нижняя конечность, справа - правая нижняя конечность).

Фиг. 4. Статокинезиограммы траектории движения центров давления нижних конечностей данного пациента через 1 месяц после операции (слева - левая нижняя конечность, справа - правая нижняя конечность).

Стабилометрические показатели больного С. приведены в табл. 2.

У данного пациента перед операцией различия в отклонениях центров давления контралатеральных нижних конечностей в сагиттальной и фронтальной плоскостях и различия в их скоростных параметрах не превышают норму, поэтому Показатель асимметрии движений соответствует нормальной величине: ПАД=1,17. После операции исправления прикуса у пациента /резко увеличились различия в отклонениях центров давления контралатеральных нижних конечностей, произошло увеличение ПАД до 3,25, что соответствует выраженной степени асимметрии движений.

Наблюдение 2

Больной Ф., 17 лет. Клинический диагноз: сочетанная зубочелюстно-лицевая аномалия (СЗЧЛА).

С целью коррекции прикуса и восстановления эстетики лица больному была выполнена одномоментная костно-реконструктивная ("ортогнатическая") операция на верхней и нижней челюстях, направленная на восстановление нормального взаимоотношения челюстных костер и гармонизацию лица.

На Фиг. 5, 6 представлены фрагменты отчетов стабилометрического исследования больного Ф., 17 лет.

Фиг. 5. Статокинезиограммы траектории движения центров давления нижних конечностей данного пациента перед операцией (слева - левая нижняя конечность, справа - правая нижняя конечность).

Фиг. 6. Статокинезиограммы траектории движения центров давления нижних конечностей данного пациента через 1 месяц после операции (слева - левая нижняя конечность, справа - правая нижняя конечность).

Стабилометрические показатели больного Ф. приведены в табл. 3.

У данного пациента различия в отклонениях центров давления контралатеральных нижних конечностей в сагиттальной и фронтальной плоскостях резко выражены как до операции, так и после нее. И хотя различия в их скоростных параметрах в обоих случаях соответствуют норме. Показатели ПАД увеличены, соответственно, до 6,2 и 5,5, что указывает на выраженную степень асимметрии движений перед операцией, которая существенно не изменилась после хирургического исправления прикуса.

Наблюдение 3

Больной К., 17 лет. Клинический диагноз: сочетанная зубочелюстно-лицевая аномалия (СЗЧЛА).

С целью коррекции прикуса и восстановления эстетики лица больному была выполнена одномоментная костно-реконструктивная ("ортогнатическая") операция на верхней и нижней челюстях/ направленная на восстановление нормального взаимоотношения челюстных костей и гармонизацию лица.

На Фиг. 7, 8 представлены фрагменты отчетов стабилометрического исследования больного К., 17 лет.

Фиг. 7. Статокинезиограммы траектории движения центров давления нижних конечностей данного пациента перед операцией (слева - левая нижняя конечность, справа - правая нижняя конечность).

Фиг. 8. Статокинезиограммы траектории движения центров давления нижних конечностей данного пациента через 1 месяц после операции (слева - левая нижняя конечность, справа - правая нижняя конечность).

Стабилометрические показатели больного К. приведены в табл. 4.

У данного пациента перед операцией различия в отклонениях центров давления контралатеральных нижних конечностей в сагиттальной и фронтальной плоскостях резко выражены, и хотя различия в их скоростных параметрах соответствуют норме, Показатель ПАД увеличен до 3,58, что указывает на выраженную степень асимметрии движений. После операции исправления прикуса у пациента произошло снижение различий в отклонениях центров давления контралатеральных нижних конечностей до нормальной величины, которое привело к нормализации Показателя ПАД до 0,09, что соответствует нормальным показателям асимметрии движений.

Таким образом, на основании стабилометрического обследования детей с деформациями челюстей определены стабилометрические параметры, позволяющие диагностически значимо количественно определить имеющуюся асимметрию движений; разработаны уровни степеней выраженности асимметрии движений.

Предложенная методика позволяет выявлять у пациентов субклинические формы статических нарушений, формирующихся на фоне патологического прикуса; выявленные параметры могут являться косвенным подтверждением наличия у больного скрытых отклонений опорно-двигательной системы и содействовать планированию комплексной медицинской реабилитации детей с деформациями челюстей, позволять вести динамическое наблюдение и оценивать состояние адаптивных постуральных механизмов у пациентов в процессе проводимого восстановительного лечения. Настоящее изобретение позволит повысить точность диагностики постуральных нарушений и оптимизировать лечебный процесс у детей с деформациями челюстей.

Изобретение относится к медицине, в частности, к способу диагностики асимметрии движений у детей с деформациями челюстей. Проводят стабилометрическое исследование в двухплатформенной модификации, включающей расположение по одной стабилометрической платформе под каждой нижней конечностью. Измеряют среднеквадратическое отклонение центра давления в сагиттальной плоскости (у), среднеквадратическое отклонение центра давления во фронтальной плоскости (х), линейную скорость (V) и угловую скорость (Ω) перемещения центров давления под левой и правой нижними конечностями, рассчитывают показатель асимметрии движений (ПАД) по формуле: где л - левая нижняя конечность, п - - правая нижняя конечность. При этом при значениях ПАД от 1,2 до 1,4 диагностируют незначительную степень асимметрии движений, при значениях от 1,5 до 2 - умеренную степень асимметрии движений, а при значениях более 2 - выраженную степень асимметрии движений. Способ обеспечивает высокую достоверность оценки асимметрии деятельности опорно-двигательной системы пациентов детского возраста и дает возможность мониторировать ее динамику. 8 ил., 4 табл., 3 пр.

Способ диагностики асимметрии движений у детей с деформациями челюстей, включающий стабилометрическое исследование в двухплатформенной модификации, включающей расположение по одной стабилометрической платформе под каждой нижней конечностью, отличающийся тем, что исследование проводят измерением среднеквадратического отклонения центра давления в сагиттальной плоскости (у), среднеквадратического отклонения центра давления во фронтальной плоскости (х), линейной скорости (V) и угловой скорости (Ω) перемещения центров давления под левой и правой нижними конечностями, рассчитывают показатель асимметрии движений (ПАД) по формуле

где л - левая нижняя конечность, п - правая нижняя конечность, при этом при значениях ПАД от 1,2 до 1,4 диагностируют незначительную степень асимметрии движений, при значениях от 1,5 до 2 - умеренную степень асимметрии движений, а при значениях более 2 - выраженную степень асимметрии движений.