3.7 Влияние различных факторов на длительность периода фиксации при оскольчатых переломах костей голени

При ступенчатой регистрации кривой "нагрузка-деформация" с шагом по 5 кг у больных с разными видами переломов обнаружено, что графики представляли собой типичные петли гистерезиса (рис.24), характерные для биомеханического поведения многих тканей. Характер и ориентация петель одинаковые для больных с различными видами переломов. Однако при оскольчатых переломах деформативность регенерата значительно выше.

Для исследователя информативными представляются угол наклона петли, характеризующий жесткость фиксации отломков, величина остаточной деформации, свидетельствующая о ползучести регенерата, прогиб кривых петли, отражающий гетерогенность структуры костной мозоли. Коэффициент , характеризующий нелинейность графиков, при обследовании больных с поперечными, винтообразными и оскольчатыми переломами через неделю после остеосинтеза возрастал по мере увеличения жесткости фиксации, составляя соответственно 1,4; 0,82 и 0, 20. Через месяц после остеосинтеза у больных с поперечными переломами он приблизился к 1,0. Расчет этого коэффициента произведен по формуле:

При математическом моделировании осевого нагружения для различных видов переломов приняты следующие ограничения:

Модуль упругости регенерата в начале лечения пренебрежен по сравнению с модулем упругости интактной кости (условие выполнения закона Гука для регенерата);

сечением трубчатой кости является кольцо с внутренним диаметром n и внешним диаметром d (c=n/d), или круг с диаметром d, или элипсоидное кольцо;

сила компрессии , прогиб спиц , масса проксимальной части сегмента конечности во время осевого нагружения приняты как постоянные величины;

сила аутокомпрессии мягких тканей травмированной конечности пренебрежимо мала:

задача "нагрузка-деформация" решается в пределах микроподвижности.

Рис.24. Графики "нагрузка-деформация" при закрытых поперечных, винтообразных и оскольчатых переломах большеберцовой кости

Нагрузка в выше приведенной экспериментальной математической модели экстраполируется только для исследования процесса резорбции отломков, увеличения площади их контакта и т.д.

В результате моделирования получены расчетные соотношения "нагрузка-деформация" для поперечного перелома: E11 =4 (F+ +P) /d2 (1-c2), для винтообразного перелома: E22 = [4 (F+ +P) sin d+cos d] /d2 (1-c2), для оскольчатого перелома; E33 =4 (F+P - ) /d2

Где символы обозначают:

М = микроподвижность костных отломков (мкм),

t = срок фиксации костных отломков (дни),

H = диастаз между отломками. высота регенерата (мм),

Fm =нагрузка максимально допустимая (кг),

F = конкретная нагрузка (кг),

A1, A2 = коэффициенты аппроксимации,

E = модуль упругости регенерата (мкм/мм),

= относительная деформация регенерата (мкм/мм),

d =угол наклона плоскости винтообразного перелома к оси сегмента (град.),

L = высота винтообразного перелома (мм).

Проанализированы сроки фиксации отломков у 33 больных с закрытыми оскольчатыми переломами костей голени, прошедших лечение по методу Илизарова в 2006-2007 годах. Среди больных 26 мужчин и 7 женщин. Длительность фиксации отломков оказалась на 14 дней больше, чем при винтообразных переломах (табл.4).

Таблица 4

Некоторые показатели у больных с оскольчатыми переломами костей голени

Вид перелома	Число набл.	Смещение отломков (%)	Длительность операции (мин)	Длительность фиксации (дни)
Оскольчатые	26	51 7	103 5	117 11

У больных с оскольчатыми переломами динамика микроподвижности костных отломков в различные сроки лечения (t, дни) может быть описана уравнением регрессии:

Mоск. = 95,03 +106,71 (t - 19,42) 0,0565e-0,0345 9t-19,42

Особенности рассматриваемого показателя у больных с оскольчатыми нестабильными переломами в значительной степени обусловлены отсутствием концевого потивоупора отломков и увеличенными размерами диастаза между ними (в последующем - высотой костного регенерата). Между величиной осевой микроподвижности отломков и высотой костного регенерата (Н, мм) выявлена линейная корреляционная взаимосвязь:

M=16,98*H - 53,34; r=0,910, p0,001.

Показатель деформативности костного регенерата линейно уменьшался с увеличением срока фиксации (рис.25). На восстановление опороспособности конечности большее влияние оказывала площадь соприкасающихся концов отломков. Оптическая плотность костного регенерата возрастала по мере уменьшения показателя его деформативности.

Рис.25. Динамика микроподвижности костных отломков при закрытых оскольчатых переломах большеберцовой кости

Значение точной репозиции (достижения соосности, исправление ротации) и надежной фиксации в определении микроподвижности отломков кости подтверждается и у больных с оскольчатыми переломами костей голени. При лечении этой группы пациентов наиболее высокие показатели микроподвижности наблюдались у больных 30-35 лет (рис.26). Поэтому создание благоприятных биомеханических условий для сокращения сроков лечения необходимо прежде всего у больных второго зрелого и пожилого возраста. При оскольчатых переломах оказались сравнительно низкими как скорость магистрального кровотока, так и показатель тканевого кровотока (таб.5).

Таблица 5

Показатели кровоснабжения в процессе лечения больных с оскольчатыми переломами (Мm)

Вид перелома и сроки лечения	Тонус икроножной мышцы (усл. ед.)	Объёмная скорость кровотока (мл/мин*100 см3)	Тканевой кровоток (мл/мин* 100 см3)	Время исчерпания запаса кислорода (с)
Оскольчатые переломы	144 20	1,73 0,58	17,9 1,1	269 58

Линейная скорость кровотока, измеренная у 36 больных с закрытыми оскольчатыми переломами костей голени, оценивалась также с помощью метода ультразвуковой допплерографии. Показатель был повышен на задней большеберцовой артерии, а на других артериях недостоверно снижен (табл.6).

Таблица 6

Линейная скорость кровотока (см/с) у больных с травмами голени

Конечность, этап лечения	Скорость кровотока по артериям конечности
	бедренной	подколенной	задней б/берцовой	тыльной стопы
Больная (первые 3 мес. после травмы)	16,5 1,2	7,2 0,7	9,1 1,3	7,3 1,3
Больная (более 3 мес. после травмы)	18,3 1,0	8,1 0,7	8,0 0,8	7,8 0,9
Интактная конечность	18,4 0,7	8,7 0,8	8,1 0,8	5,9 0,9

Величина линейной скорости кровотока по различным артериям конечностей в процессе лечения существенно не изменялась (рис.28). О снижении тонуса артерий можно судить по изменению пульсаторного индекса. Пульсаторный индекс Гослинга на бедренной артерии снижался в процессе лечения на 20% (с 5,40,4 до 4,30,2: р 0.05), на подколенной артерии - на 14%, на тыльной артерии стопы - на 15% (рис.29).

Рис.26. Динамика линейной скорости кровотока по задней большеберцовой артерии поврежденной голени при лечении больных с оскольчатыми переломами линейная скорость кровотока по подколенной артерии возрастала лишь во второй половине периода фиксации (см. рис.27), а диаметр артерий - на протяжении всего периода лечения (рис.28).

Рис.27. Динамика пульсаторного индекса Гослинга в сосудах костного регенерата

Рис.28. Динамика диаметра подколенной артерии в период фиксации при лечении больных с оскольчатыми переломами костей голени.

Для больных с оскольчатыми переломами также характерна обратная зависимость объёмной скорости кровотока от микроподвижности отломков. По мере уменьшения микроподвижности отломков и снижения упругости мышц в процессе лечения происходила нормализация скорости регионарного кровотока поврежденной конечности.

Таким образом, оскольчатые переломы можно сравнить по тяжести с винтообразным со смещением отломков на всю ширину диафиза. Однако в результате репозиции отломков, как правило, не удается добиться такого же уровня стабильности в системе "аппарат-конечность", как при винтообразных переломах. Снижение микроподвижности отломков наступает лишь через 3-4 недели фиксации, по мере формирования первичной костной мозоли. У больных с закрытыми оскольчатыми переломами костей голени относительно меньше показатели тонуса мышц, объёмной скорости кровотока голени и тканевого кровотока, а скорость утилизации кислорода больше, чем при винтообразных переломах. Наибольших значений показатели кровотока достигают к периоду стабилизации системы и начала функционального нагружения конечности. В дальнейшем начинается нормализация показателей тонуса мышц и скорости кровотока. Первичная задержка в формировании стабильности системы "аппарат-конечность" приводит к увеличению сроков фиксации отломков кости.

3.8 Динамика кровоснабжения костного регенерата при лечении винтообразных и оскольчатых переломов

Скорость капиллярного кровотока стопы интактной конечности, по данным лазерной флоуметрии, возрастала в течение первого месяца фиксации с 1,0 до 3,3 п. ед., а в процессе последующей фиксации возвращалась к исходным значениям (рис.31). Показатель лазерной флоуметрии кожных покровов стопы интактной и пораженной конечностей составил в среднем соответственно 2,06 ± 0,40 и 2,93 ± 0,60 п. ед. Сравнительно более высокий показатель обусловлен ускорением шунтового кровотока покоя на поврежденной конечности. Это положение подтверждается при проведении функциональной ишемической пробы: на этой конечности выявлен сравнительно меньший прирост показателя (на 29%), что свидетельствует о снижении резервных возможностей капиллярного русла.

Определенный с помощью высокочастотной ультразвуковой допплерографии кровоток в сосудах кожного покрова поврежденной голени также был повышен в начале лечения и начинал нормализоваться через 3 недели после остеосинтеза (рис.29). Динамику различия между показателями больной и интактной конечностей в процессе лечения (t, дни) можно описать уравнением регрессии:

Q=0,15t2-1,03t+1,76; R2=0,960.

При этом изменялся характер кривых, в частности, снижалась скорость диастолической части кривой.

Рис.29. Скорость кровотока в кожных покровах поврежденной голени (высокочастотная ультразвуковая допплерография)

Скорость кровотока в зоне повреждения при винтообразных переломах была увеличена с первых дней лечения, при оскольчатых - возрастала на протяжении первых 4 недель лечения, а в последующие сроки постепенно нормализовалась (рис.30 и 31). По мере нормализации скорости кровотока уменьшалась диастолическая составляющая кривых пульсового кровенаполнения сосудистого русла (рис.32).

Рис. 30 и 31. Кровоток в регенерате травмированной кости (высокочастотная ультразвуковая допплерография) при винтообразных (левый график) и оскольчатых переломах (правый график)

Рис.32

а). Допплерограмма микрососудов регенерата б-го Б-на 23 лет с закрытым винтообразным переломом нижней трети большеберцовой кости, 7 дней после травмы и остеосинтеза. Vas=4,13 cm/c

в). Допплерограмма микрососудов регенерата б-ной Ч-ной 22 лет с закрытым оскольчатым переломом большеберцовой кости.12 дней после остеосинтеза. Vas=7,32 cm/c.

с). Допплерограмма микрососудов регенерата б-го Б-ва 23 года c закрытым винтообразным переломом большеберцовой кости.70 дней после остеосинтеза. Vas=1,9 cm/c.

Следует заметить, что после травмы и остеосинтеза сигнал кровотока лоцируется в диастаза между отломками (регенерата), имеет высокую диастолическую составляющую. В дальнейшем появляется сигнал с преимущественно артериальным наполнением, интенсивность кровотока начинает снижаться, расширяются зоны акустического молчания. Следовательно, регистрируется сигнал от отдельных вновь образованных артерий, рядом с которыми иногда можно выделить сигнал с вен. Скорость кровотока надкостницы интактной конечности удалось записать не во всех случаях. Скорость кровотока в кожных покровах интактной конечности относительно невысокая (1,02 0,18 мл/мин). У детей и подростков ее величина зависит от возраста пациентов (А, годы):

Qi = 0,044*А + 0,4; r =0,866

Для формирования костного регенерата после нарушения целости кости характерна динамика заполнения диастаза грануляционной тканью с пролиферацией сосудов и формированием через 2 недели фиброзного сращения с последующей оссификацией фиброзной ткани и формированием пластинчатой костной ткани. Одним из определяющих факторов процесса пролиферации и дифференцировки тканевых структур в остеогенезе является состояние кровоснабжения регенерата [201, 230]. После травмы образуется обильная капиллярная сеть с увеличенным просветом капилляров. Такая картина напоминает существующую у детей на ранних стадиях постнатального онтогенезa. Постепенно происходит замещение сетевого типа микрососудистого русла на магистральный c упорядочением путей притока и оттока крови и разрежением сети микрососудов.

Дифференциация сосудистого русла может быть диагностически благоприятным признаком компактизации костного регенерата. Другие показатели линейной скорости кровотока костного регенерата (средняя скорость, конечная диастолическая скорость, объёмная скорость) находились в тесной прямой корреляционной взаимосвязи с показателем максимальной систолической скорости, а показатель, отражающий упруго-эластические свойства сосудов (индекс Гослинга) - в обратной корреляционной взаимосвязи (r=-0,453).

Следовательно, в процессе лечения после травмы в зоне формирования регенерата происходит образование избыточного капиллярного русла. При этом сосуды, по-видимому, имеют низкое периферическое сопротивление, повышенное фильтрационное давление крови. Постепенно, как это наблюдается в процессе постнатального филогенеза, происходит редукция избыточного капиллярного русла, образуется зрелая сосудистая сеть с артериями, капиллярами и венами. В этот период снижаются темпы образования мягкотканного каркаса костного регенерата, и ускоряется его минерализация.

3.9 Влияние различных видов остеосинтеза на восстановление функционального состояния голени

С целью сравнительной оценки уровня восстановления состояния нервно-мышечной и сердечно-сосудистой систем проведено обследования 3 групп больных с закрытыми переломами костей голени, лечившихся с использованием различных методик остеосинтеза.

Первую группу составили 35 мужчин 18-50 лет (в среднем 41 1,5), после окончания лечения которых по поводу закрытых переломов костей голени с помощью метода чрескостного компрессионного остеосинтеза в РНЦ "ВТО" имени академика Г.А. Илизарова прошло от 4 до 36 месяцев (в среднем 22 мес.). Во вторую группу вошли 22 пациента мужского пола 17-46 лет (в среднем 30 2), лечившихся в МУ Курганская городская больница № 1 с использованием гипсовой повязки, после окончания лечения которых прошло от 0,6 до 70 мес. (в среднем 28 5 мес.). Третью группу составили 9 мужчин 40 2,8 лет с закрытыми переломами костей голени, при остеосинтезе большеберцовой кости у которых использовались накостные металлические пластины. Срок после окончания лечения от 1 до 39 мес. (в среднем 22 мес.).

Интенсивность кровоснабжения голени определялась в состоянии физического покоя при окклюзии вен бедра и после 3-минутной пробы с окклюзией артерий бедра, а также после пробы с одновременной окклюзией артерий бедра и ритмической работой мышц голени "до отказа” (сгибания и разгибания стопы в голеностопном суставе). Кроме того, определялись величина компрессионного давления в венах обеих голеней, а также обхват голени в средней трети. С помощью динамометра определялся максимальный момент силы мышц - тыльных сгибателей стопы (ТСС) поврежденной и интактной конечностей.

Сроки лечения больных 1 группы составили 814,5 дня., с использованием гипсовой повязки дольше на 19% (96 10дн.), и с помощью накостных пластин - 100 10 дн. (+23%). Атрофия мягких тканей, оцениваемая по разнице обхвата больной и интактной голеней, в 3 группах составила соответственно - 0,25; - 0,42 и 0,33 см. Венозное компрессионное давление, оцениваемое по увеличению наполнения вен при повышении давления в проксимальных сосудах, во всех группах было относительно меньше на поврежденной голени (коэффициент асимметрии составил соответственно 9%, 13% и 11%. У больных 1 группы на оперированной голени венозное давление было выше, чем во 2 группе на 3 мм рт. ст. (p 0,02).

Таблица 7

Объёмная скорость кровотока голени (мл/мин*100 см3)

Группы боль-ных	Кровоток покоя (мл/мин*100 см3)	Пиковый кровоток после 3-минутной окклюзии артерий бедра	Кровоток после окклюзии артерий и работы мышц
	Интактная	Больная	Интактн.	Больная	Интактная	Больная
1 (аппарат Илизар.)	2,0 0,12	2,20,13	7,60,60	8,00,57	8,0 0,63	10,3 0,82
2 (гипсов. повязка)	2,1 0,17	2,10,16	6,40,53	6,60,94	6,5 0,40	6,8 0,35
3 (пластинка)	2,1 0,33	2,10,23	5,81,23	6,40,72	4,5 1,02	4,7 0,56

Объёмная скорость кровотока голени в состоянии физического покоя на оперированной и интактной конечностях практически не отличалась. Однако при проведении функциональной ишемической пробы с окклюзией артерий бедра прирост показателей был выше у обследуемых 1 группы (табл.7).

Еще большие различия в показателях кровотока выявлены после пробы с работой ишемизированных мышц "до отказа". У больных, лечившихся с использованием аппарата Илизарова, скорость кровотока возрастала до 10,3 мл/мин на 100 см3 тканей. У больных, которые лечились с помощью гипсовой повязки, прирост скорости кровотока был на 35% (р 0,001) меньше. У больных 3 группы прирост был ниже, чем в первой группе больных на 55% (р 0,001).

Обнаружение более высоких показателей пикового кровотока мышц голени у больных первой группы не является случайностью. Как известно, эффект стимулирующего влияния компрессионно-дистракционного остеосинтеза по Илизарову на кровоснабжение конечностей нашел, в частности, применение при лечении облитерирующих заболеваний конечностей [103].

Рис.33. Динамика восстановления амплитуды движений в голеностопном суставе после окончания лечения больных с использованием гипсовой повязки

После окончания лечения амплитуда движений в голеностопном суставе восстанавливается в первые 6 месяцев после прекращения фиксации, в том числе у больных, лечившихся с помощью гипсовой повязки (рис.33). Более полное восстановление силы мышц после лечения у обследуемых 2-й группы по сравнению с больными 1-й группы, можно объяснить в частности тем, что в этой группе обследуемых средний возраст пациентов был меньше на 10 лет (табл.8).

Таблица 8

Показатель силы мышц - тыльных сгибателей стопы (кГс)

Конечность	1 группа	2 группа	3 группа
Интактная	47 1,1	55 1,9	52 3,6
Травмированная	39 1,3	48 1,8	35 7,3
Соотношение показателей (%)	84% р 0,001	87% р 0,05	67% р>0,05

Таким образом, в отдаленные сроки после лечения в условиях применения различных методик наиболее низкие показатели восстановления силы мышц и амплитуды движений в суставах, резервных возможностей сосудистого русла голени выявлены при применении металлоостеосинтеза. Применение метода Илизарова позволяет не только сократить сроки лечения, но и расширить функциональные возможности конечности, оцениваемые по степени прироста пикового кровотока.

Глава 4. Восстановление функционального состояния опорно-двигательной системы больных

4.1 Клиническая оценка результатов лечения больных

Понятие реабилитации является комплексным и включает 3 составные части: собственно медицинская реабилитация, социальная реабилитация и профессиональная реабилитация. При этом определяющим звеном является медицинская реабилитация, зависящая от эффективности проведенного лечения, а главным критерием - восстановление трудоспособности.

Для унификации оценки отдаленных результатов лечения используются понятные и доступные системы, наиболее объективной, удобной из которых является система Маттиса-Любошица-Шварцберга (табл.9).

К сожалению, из-за сложившихся социально-экономических условий жизни большинство больных не смогли приехать в Центр и принять участие в повторных обследованиях в отдаленные сроки после лечения. Обследованы 45 больных, у которых наблюдались хорошие исходы лечения со средней оценкой по шкале в пределах 3,5-4,0 баллов. Во всех случаях было достигнуто полное сращение костных отломков, 92% больных не предъявляли жалоб на боли в ранее травмированной конечности, у 95% больных не отмечалось укорочение оперированной конечности, в 85% случаев не обнаружено деформации поврежденной большеберцовой кости, в 86% случаев движения осуществлялись в полном объёме, в 93% случаев не было атрофии мягких тканей, ни в одном случае не было сосудистых, гнойных и неврологических расстройств, ни один больной не вышел на инвалидность.

Таблица 9

Система оценки отдаленных анатомо-функциональных исходов лечения больных с закрытыми диафизарными переломами костей голени

Показатель	Числовое выражение показателя (в баллах)
	4	3	2
Боли	Отсутствуют	При тяжелой физической нагрузке	При легкой физической нагрузке
Рентгенологические признаки консолидации перелома	Сращение	Замедленная консолидация	Несращение или ложный сустав
Укорочение сегмента	Отсутствует	До 2 см	Свыше 3 см
Деформация сегмента	Отсутствует	До 10о	Свыше 10 о
Объём движений в смежных суставах	Полный или почти полный	Легкие ограничения	Резко выраженные ограничения
Атрофия мягких тканей	Отсутствует	До 2 см	Свыше 2 см
Сосудистые нарушения	Отсутствуют	Гипостатические отёки	Отёки и другие нарушения
Неврологичекие нарушения	Отсутствуют	Парез нрервов	Паралич нервов
Гнойные осложнения	Отсутствуют	Мягких тканей	Остеомиелит
Трудоспособность	Восстановлена	Инвалидность 3 группы, перемена профессии	Инвалидность 1, 2 группы, Потеря трудоспособности

Учитывая, что в большинстве случаев закрытые переломы костей голени относятся к легким, несложненным травмам, такой высокий процент благоприятных исходов лечения является закономерным. Поэтому в дальнейшем мы подробнее остановимся на анализе особенностей восстановления отдельных функциональных показателей у различных групп больных.

4.2 Функциональные исходы лечения по Илизарову переломов костей голени

Период фиксации составляет существенную часть лечения: более 60% длительности всего периода. Между длительностью периода фиксации и всего лечения существует взаимосвязь (рис.48). При применении метода Илизарова периоды лечебной и функциональной реабилитации совмещены по времени. Поэтому, при увеличении периода фиксации при закрытых переломах костей голени за границу 10 недель начинает сокращаться период функциональной реабилитации. Иногда у людей, склонных к нарушению режима лечения, приходится увеличивать срок фиксации для предотвращения осложнений, связанных с неосторожным применением ударных нагрузок на травмированную конечность. Такая вынужденная задержка периода фиксации может и не повлиять на общий срок лечения.

Рис.34. Взаимосвязь длительности периодов фиксации и функциональной реабилитации при закрытых винтообразных переломах костей голени

Период фиксации становится продолжительней при увеличении тяжести травмы и снижении реактивности организма больных (рис.34).

У пациентов с винтообразными переломами при увеличении сроков фиксации до 75 дней возрастают длительность периодов функциональной реабилитации и лечения (L, дни):

L=0,389*F+76,5; r=0,834.

При тяжелых и осложненных переломах длительность функциональной реабилитации и всего периода лечения становятся больше.

В отдаленные сроки после окончания лечения больных (от 1 до 10, в среднем 5 лет) проведено комплексное обследование 17 больных мужского пола в возрасте от 13 до 64 лет. У 13 больных были оскольчатые переломы. Чрескостный остеосинтез выполнялся в день поступления больных в клинику. Срок фиксации костных отломков большеберцовой кости составил 7811 дней.

У бывших пациентов практически отсутствовали ограничения движений в суставах. Амплитуда движений в голеностоном суставе на интактной конечности равнялась 57 1 град., на травмированной - 53 5 град. Показатель тонуса икроножной мышцы в состоянии физического покоя составил при обоих видах переломов 80% от уровня интактной конечности, показатель упругости кожных покровов задней поверхности голени после лечения составил 81% от уровня интактной конечности.

Напряжние кислорода в тканях тыльной поверхности стопы травмированной конечности составило 61 7 мм рт. ст. При вдыхании чистого кислорода напряжение кислорода увеличивалось на 36%. Время исчерпания запаса кислорода при проведении ишемической пробы с 3-минутной окклюзией артерий - 420 50 с, время исчерпания половины запаса кислорода - 10113 с, время восстановления - 17824 с. Скорость тканевого кровотока, определяемая редоксметрическим методом (по времени вымывания предварительно вдыхаемого водорода), практически не отличалась от нормы (21,3 2 мл/мин*100 см3).

Объёмная скорость кровотока, определяемая с помощью метода окклюзионной плетизмографии по Уитни на интактной голени равнялась 1,61 0,17 мл/мин*100 см3 ткани. На поврежденной конечности этот показатель составил 1,03 0,06 мл/мин*100 см3.

О функциональных резервах сосудистого русла конечности можно судисть по индексу пикового кровотока (соотношению величин пикового кровотока и кровотока покоя). Индекс на травмированной конечности у больных составил 9,0 1,3 мл/мин*100 см3. Показатели оказались более высокими, чем на интактной конечности на 35%. Отсюда можно заключить, что в отдаленные сроки после травмы резервные возможности сосудистого русла не снижаются. Скорость венозного оттока во всех обследованных конечностях была выше минимального уровня нормы (20 мл/мин*100 см3).

При обследовании больных выявлен высокий уровень восстановления показателя сократительной способности мышц голени у взрослых обследуемых (табл.10). Мы использовали показатель относительного момента силы мышц, чтобы нивелировать различия в массе тела обследуемых.

Таблица 10

Относительный момент силы (ОМС) различных групп мышц голени

Исследуемая конечность	Относительный момент силы мышц голени (Н*м/кг)
	Подошвенные сгибатели стопы	Тыльные сгибатели стопы
Интактная конечность	1,88 0,23	0,73 0,04
Травмированная конечность	1,70 0,21	0,60 0,06
Соотношение показателей	91%	82%

Таким образом, сравнительно небольшие сроки стационарного лечения, сохранение функции суставов и мышц травмированной конечности, высокий показатель резервных возможностей сосудистого русла голени позволяет сделать вывод, что метод Илизарова является методом выбора при лечении переломов костей голени.

4.3 Восстановление сократительной способности мышц

Определение максимального момента силы передней и задней групп мышц голени - тыльных и подошвенных сгибателей стопы (ТСС и ПСС) производилось с использованием разработанного специального динамометрического стенда. Чтобы исключить влияние на показатели неодинаковой массы тела, мы использовали относительные показатели момента силы мышц (ОМС), выражающиеся в Н*м на 1 кг массы тела. Кроме того, приняли во внимание, что у детей с возрастом ОМС мышц увеличивается (рис.35).

При анализе зависимости динамометрического показателя от исходной длины мышц-ТСС, изменяющейся при различных установках стопы в голеностопном суставе, выявлено, что имеется положение стопы, соответствующее длине покоя мышц, при котором выявляется максимальное значение динамометрического показателя (максимум Бликса). Изменение длины мышц-ТСС на 1 см в ту или другую сторону от положения длины покоя практически не влияло на динамометрический показатель. При дальнейшем как увеличении, так и при уменьшении длины мышц сила снижалась. Так, например, у здоровых подростков при уменьшении длины мышцы на каждый сантиметр сила снижалась на 33% (рис.36). Прирост длины на 1 сантиметр после выбора "свободного хода" мышцы приводил к практически полной потере её сократительной способности (снижению силы на 96%).

Рис.35. Возрастная динамика относительного момента силы мышц-ТСС у здоровых обследуемых мужского и женского пола (225 чел.)

Рис.36. Зависимость момента силы мышц-тыльных сгибателей стопы от исходной длины мышц у здоровых подростков

Сила задней группы мышц голени в 3 раза больше, чем передней (при измерении в положении сидя). У детей момент силы мышц увеличивался по мере продольного роста голени. Между этими показателями выявлена тесная корреляционная взаимосвязь. У взрослых людей длина голени не оказывала существенного влияния на показатель силы мышц (табл.11).

У обследованными нами 28 больных детей и подростков в отдаленные сроки после лечения закрытых переломов костей голени недовосстановление силы мышц травмированной голени составило 9%. При этом приобретение дополнительно 1 см длины голени или потеря до 3 см относительно длины этого же сегмента интактной конечности у детей и подростков практически не влияли на показатель силы. Однако при большей потере длины выявлялось отставание силы, а при стимуляции роста конечности наблюдался соответствующий прирост сократительной способности. На каждый сантиметр изменения длины изменение силы составляло в среднем 5,6%

Таблица 11

Коэффициенты линейной корреляции взаимосвязи ОМС мышц-ТСС и продольных размеров голени (у=ах+в)

Исследуемая голень	Число набл.	Коэфф. а	Коэфф. в	Коэфф. коррел. r
У здоровых детей	225	0,026	-0,258	0,778
У взрослых людей	15	0,020	0,220	0,038

При анализе динамики восстановления силы мышц голени после лечения закрытых переломов берцовых костей обнаружено, что показатель сократительной способности различных групп мышц уже через 6 месяцев достигал 80-90% от уровня интактной конечности. Однако через 2 года, после завершения перестройки травмированной большеберцовой кости, показатель снижался, постепенно выходя по мере увеличения объёма двигательной активности больных на новый стационарный уровень (рис.37).

Сила задней группы мышц травмированной голени при этом может превосходить уровень интактной конечности (рис.38). Чем тяжелее травма и больше продолжительность лечения больных, тем ниже уровень восстановления силы мышц голени.

Рис.37. Динамика силы мышц-ТСС в % от уровня показателей интактной конечности у больных после лечения винтообразных и оскольчатых переломов костей голени

Рис.38. Влияние длительности периода фиксации на соотношение момента силы мышц задней группы травмированной и интактной голени

Рис.39. Динамика восстановления силы различных групп мышц голени после окончания лечения больных с оскольчатыми переломами

В отдаленные сроки после лечения оскольчатых переломов сила мышц поврежденной голени приближалась к показателям интактной, а сила передней группы мышц бедра превосходила их (рис.38).

Следовательно, сама по себе травма костей конечности не должна приводить к последующему существенному отставанию сократительной способности мышц, восстановление которой в первый год после окончания лечения происходит бурными темпами, с явлениями компенсаторной гипертрофии. Однако при повреждении конечности травмируются костный мозг и окружающие кость мышцы. Повреждению мышц способствует их ишемизация при существенном повышении внутримышечного давления. Кроме того, у взрослых пациентов локальная гипоксия в условиях длительной контрактуры и гипокинезии, по-видимому, способствуют необратимому замещению части высокоспециализированных сократительных элементов брюшка мышц на менее требовательные к оксигенации соединительнотканные элементы.

Причину относительно большей уязвимости передней группы мышц мы видим в том, что при меньшей в 3 раза силе мышц, она имеет одинаковый с задней группой мышц показатель продольной жесткости, определяемый по сопротивлению пассивных мышц, оказываемому прилагаемому извне усилию. Эта жесткость обусловлена биомеханическими свойствами соединительно-тканного каркаса, что при меньшем объеме брюшка делает ее чувствительной к неизбежному при повреждении конечности увеличению гидратации. При повреждении костей голени показатель упругости икроножной мышцы возрастал в 2-3 раза.

Рис.39. Влияние длительности периода фиксации на показатель относительной силы мышц-ТСС травмированной голени у подростков и у взрослых больных

Следует заметить, что с увеличением длительности периода фиксации уровень восстановления силы передней группы мышц травмированной голени становился не ниже, а выше. Особенно наглядно это в группе молодых больных (рис.39). Столь необычное явление объясняется тем, что после снятия аппарата Илизарова с голени передняя группа мышц подвергается вторичному повреждению со стороны более сильных антагонистов [150]. Если с увеличением длительности периода фиксации объём восстановления сократительной способности задней группы мышц голени уменьшался (см. рис.37), то передней группы мышц - возрастал.

Расчеты показывают, что если при травме голени упругость икроножной мышцы может возрастать с 70 до 220 усл. ед., то показатель упругости передней большеберцовой мышцы в тех же условиях должен увеличиться до 358 усл. ед. Однако критический уровень перекрытия артериолярного русла обычно достигается при превышении показателем упругости величины 230 усл. ед. Следовательно, при тяжелой травме, сопровождающейся отеком тканей, у передней группы мышц выше вероятность развития ишемического повреждения и перехода упругой деформации в пластическую с последующим недовосстановлением сократительной способности.

Таким образом, сравнительно большая уязвимость передней группы мышц при травме костей голени объясняется меньшей податливостью ее в случаях появления посттравматического воспалительного отека, приводящего к ишемизации контрактильных элементов и повреждению за счет перерастяжения более сильной задней группой мышц.

4.4 Двигательная активность больных и опорно-динамическая функция поврежденной конечности

При обследовании 79 больных с закрытыми переломами костей голени обнаружено, что способность к функциональному нагружению поврежденной конечности в пределах 20 кг восстанавливается в первые дни после наложения аппарата, однако опороспособность при ходьбе - в течение первых 3 недель лечения. Момент силы мышц голени восстанавливаются в пределах 15-20% условно исходного уровня.

В первые две недели после травмы частота сердечных сокращений в покое в положении лежа остается повышенной, а её прирост при ходьбе достигает 50% (р 0,001). Несмотря на то, что в процессе лечения скорость передвижения больных возрастает от 1,6 0,16 до 2, 6 0,16 км/час, частота пульса при ходьбе достоверно снижается (на 23%, р 0,001). Прирост ЧСС при ходьбе по сравнению с ЧСС в позе стоя снижается в течение первых 2 недель лечения, а затем, по мере увеличения темпа ходьбы, возрастает (рис.40).

Рис.40. Динамика ЧСС в положении лёжа и прирост ЧСС при ходьбе по сравнению с показателем стоя

Деформативность костного регенерата, то есть деформация (Е) в мкм каждого мм высоты регенерата при осевой нагрузке силой 1 Н, в процессе лечения (t, дни) описывалась уравненем линейной регрессии:

E = 17,33 - 0,298*t; r = - 0,891, p<0,001.

Оптическая плотность рентгеновского изображения костного регенерата (D, %) линейно увеличивалась в процессе лечения:

D= - 2,67 +0,365*t; r=0,940, p<0,001.

Прекращение фиксации кости и снятие аппарата Илизарова обычно осуществлялось при приближении показателя оптической плотности регенерата к 30% от уровня плотности интаткного участка кости, а показателя деформативности - к 15% от уровня максимальных значений при компрессионном остеосинтезе.

Важнейшим показателем функциональной реабилитации больных, совмещенной в условиях применения метода Илизарова с лечебной реабилитацией, является увеличение их двигательной активности, определяемой жесткостью фиксации отломков и прочностью образующегося костного сращения. Оценка двигательной активности больных имеет практическое значения, поскольку позволяет судить о возможности и сроках перевода их на амбулаторный режим лечения [148].

Опорная, а затем и опорно-динамическая функции поврежденной конечности у больных разного возраста восстанавливались не одновременно (рис.41 и 42). Нарастание уровня осевой функциональной нагрузки на травмированную конечность при стоянии и при ходьбе происходило не линейно и достигало максимума к концу периода фиксации. Длительность наблюдений зависела от длительности лечения больных, которое было больше у больных старше 50 лет.

Рис.41. Возрастная динамика статической осевой нагрузки на поврежденную конечность у больных с закрытыми переломами костей голени разного возраста

Наиболее быстро функциональная нагрузка на конечность возрастала у молодых больных, позже других - в старшей возрастной подгруппе.

Рис.42. Возрастные изменения динамической осевой нагрузки на поврежденную конечность у больных с закрытыми переломами костей голени разного возраста

Применение современных технологий лечения травматологических больных по методу Илизарова позволяет с первых недель после травмы осуществлять локомоцию с опорой на поврежденную конечность [57]. Структура нагружения различных отделов стопы при такой ходьбе остается практически не исследованной.

Ходьба человека характеризуется рядом принципиальных особенностей: синергией, минимальным отклонением движения центра масс от равномерного и прямолинейного, сведением к минимуму энерготрат за счет параметрической оптимизации конфигурации ходьбы и другими [21]. Кроме того, существует алгоритм стабилизации ходьбы за счет квазипериодичности, оптимальной длины и частоты шага [30]. При ходьбе в среднем темпе работа мышечных сил подстраивается к собственной частоте колебаний нижней конечности [29, 49].

Момент максимума вертикального давления Н.А. Бернштейн [21] назвал передним толчком. Момент заднего толчка всегда совпадает с максимумом продольных усилий, продвигающих тело вперед. Следовательно, в момент заднего толчка суммируются максимумы вертикального и горизонтального усилий. Между моментами переднего и заднего толчка ноги возникает демпферный провал, соответствующий минимуму вертикального давления. В этот момент общий центр тяжести поднимается выше всего, и давление на опору направленное вперед сменяется давлением направленным назад, то есть торможение сменяется отталкиванием [30].

Настоящее исследование выполнено с целью определения особенностей опорной и опорно-динамической функции нижних конечностей у больных с травмами костей нижних конечностей после перелома в условиях лечения методом чрескостного остеосинтеза.

Обследованы три группы мужчин. В 1-ю и 2-ю группы вошли 9 больных 23-47 лет с закрытыми переломами костей голени, обследованные в первые 3 недели после наложения аппарата Илизарова и в конце периода фиксации. Больные 1-й группы при ходьбе использовали дополнительные средства опоры (костыли). Контрольную группу составили 78 практически здоровых мужчин 20-70 лет.

Оценка статических и динамических параметров ходьбы производилась с помощью комплекса "ДиаСлед-Скан", содержащего системный блок, коммутатор и электронные стельки различных размеров, помещаемые в обувь обследуемых. Обследуемые надевали специальную обувь без каблука с вложенными электронными стельками. Первое исследование производилось в позе "стоя". Далее регистрация параметров повторялась при ходьбе. Проходимая дистанция составляла 10 метров.

Рассчитывалось давление на различные точки стопы при стоянии и при ходьбе. Во время ходьбы определялись длительность периода переката через стопу, периода переноса конечности над опорой, двуопорной период шага, время достижения пика переднего и заднего толчка, демпферного провала. Определялись относительные величины (относительно массы тела) пиков переднего и заднего толчка, демпферного провала (в %). Оценивалась максимальная нагрузка (кг/см2) на отделы стопы, продольные и поперечные девиации шага. При ходьбе в произвольном темпе (в среднем 3 км/час) длительность цикла шага у обследуемых контрольной группы составила в среднем 0,74 ±0,08 сек. При этом период переката через стопу равнялся 58%, а период переноса - 42% от длительности цикла шага. У больных эти показатели были больше (табл.10). При этом в конце периода фиксации временные показатели у больных 2 группы практически не отличались от показателей обследуемых контрольной группы, хотя нагрузка была снижена (рис.40).

У больных 1-й группы длительность цикла шага была больше, чем у здоровых мужчин на 59% (p 0,02), период переката через стопу - на 30%, период переноса конечности над опорой - на 39%, двуопорный период шага - на 157% (р 0,05), время регистрации переднего и заднего толчков - соответственно на 83% и 37% (р 0,01).

Щадящий режим функционального нагружения пораженной конечности и использование дополнительных средств опоры приводит к тому, что при опоре на неё не фиксируется демпферный провал. Этого провала может и не быть при ходьбе без дополнительных средств опоры (см. рис.43).

Рис.43. Кривые нагружения конечностей при ходьбе (поврежденная - закрашенные фигуры) б-го К-ва 27 лет через 2 месяца после закрытого оскольчатого перелома костей левой голени

Максимальная нагрузка на отделы поврежденной конечности при стоянии у больных 1-й группы была снижена по сравнению с интактной на 70% (p 0,01), у больных второй группы не отличалась от нормы (табл.12). При ходьбе отставание в нагрузке травмированной конечности у больных

1-й группы составило 65% (p 0,01), у больных 2-й - 33%. Особенно существенно у больных 1-й группы был снижены величины переднего и заднего толчков (соответственно на 75%, p 0,001 и 73%, p 0,001). У больных 2-й группы наблюдалось снижение лишь заднего толчка на 20%.

Таблица 12

Основные расчетные показатели графиков длительности нагрузки на отделы стопы при ходьбе (М ±m)

Группы обследуемых и сроки лечения	Передний толчок (с)	Демпферный провал (с)	Задний толчок (с)
	Больная	Интактн.	Больная	Интактн.	Больная	Интактн.
14	0,280,04	0,270,04	0,230,09	0,23 0,09	0,50 0,06	0,62 0,06
21	0,250,04	0,29 0,03	0,130,05	0,20 0,06	0,50 0,07	0,60 0,06
45	0,240,02	0,19 0,03	0,250,06	0,27 0,04	0,42 0,04	0,43 0,02
70	0,140,02	0,11 0,01	0,090,05	0,14 0,04	0,34 0,02	0,36 0,02
Контрольн.	-	0,150,004	-	0, 190,014	-	0,320,007

Таблица 13

Нагрузка на отделы стопы и вариативность траектории центра давления при ходьбе у обследуемых различных групп

Группы обсле-дуемых	Максим. нагрузка при сто-янии (кг/см2)	Максим. нагрузка при ходьбе (кг/см2)	Передний толчок (%)	Задний толчок (%)	Вариа-тивность шага (% от ширины стопы)	Длина траектории центра давления (%)
1 группа (поврежд. конечн.)	0,36 0,11	0,51 0,16	10,5 3,42	11,6 3,79	5,40 1,50	22,4 4,12
1 группа (интактная конечн.)	1, 19 0,18	1,46 0,11	41,5 4,32	42,8 3,65	14,0 1,41	56,0 4,76
2 группа (поврежд. конечн.)	0,99 0,21	1,29 0,26	39,0 2,32	44,8 8,08	10,5 2,02	47,5 3,0
3 группа (контроль-ная)	0,88 0,16	1,97 0,07	28,1 2,27	48,1 3,0	18,2 0,92	52,9 1,57
T1-2=	2,74	2,56	6,90	3,72	2,03	4,85

Следует также обратить внимание на снижение у больных вариативности проекции центра давление по ширине стопы и уменьшением длины траектории центра давления относительно длины стопы (см. табл.13, рис.43). Основные временные и нагрузочные показатели поврежденной конечности в процессе лечения возрастали пропорционально длительности периода фиксации (табл.14).

Таким образом, у больных с переломом костей голени в процессе лечения по методу Илизарова неуклонно увеличивалась нагрузка на поврежденную конечность при стоянии и ходьбе, сокращалось время переноса конечности над опорой, становилась больше сила переднего и заднего толчка, увеличивалась вариативность траектории центра давления по длине и ширине опорной поверхности стопы.

Таблица 14

Уравнения линейной регрессии (у=а*t+в) динамики показателей биомеханики ходьбы в процессе лечения больных (t-дни)

Показатели	Коэффиц. а	Коэффиц. в	Коэффиц. корреляции
Максим. нагрузка при стоянии (%)	0,00544	0,274	0,711
Максим. нагрузка при ходьбе (%)	0,0087	0,406	0,648
Длительность переноса конечности (с)	-0,0027	0,57	-0,701
Сила переднего толчка (%)	0,31	7,1	0,825
Сила заднего толчка (%)	0,39	6,3	0,796
Вариативность центра давления по ширине стопы (%)	0,078	3,66	0,766
Длина траектории центра давления по длине стопы (%)	0,317	17,3	0,889

Рис.44. Траектория центра давления при ходьбе б-го К-ова 27 лет (2 месяца лечения, поврежденная конечность левая).

4.5 Циклические экономические изменения в жизни общества и длительность периода фиксации при переломах костей голени

Анализ развития мировой экономики позволил Н.Д. Кондратьеву выделить несколько циклов коньюнктуры длительностью 40-50 лет. Финал 5 цикла мы наблюдаем в настоящее время (рис.45). При математической аппроксимации узловых точек этого цикла (кризис 30-х годов, создание Курганской области, создание РНЦ, кризис 90-х годов) уравнением регрессии 4 уровня выявляются фазы снижения показателей, выходящие за рамки критических значений изменения состояния экономики Курганской области.

Рис.45. Схема динамики больших циклов социально-экономической конъюнктуры Курганской области.

Как известно, внедрение в клиническую практику более 50 лет назад новой технологии остеосинтеза по Илизарову привело к существенному сокращению сроков и улучшению исходов лечения больных. Метод Илизарова получил широкое международное признание [109].

В тот период несомненные успехи в лечении больных в значительной степени способствовали игнорированию роли ряда биологических и социально-экономических факторов в определении темпов репаративной регенерации. Действительно, относительно тяжелые переломы срастались в сроки, сопоставимые со сроками лечения больных с закрытыми винтообразными и косыми переломами. В условиях применения метода лечения по Илизарову возраст больных также не оказывал существенного влияния на сроки сращения сломанной кости.

Однако уже 1990 году стало очевидным постепенное увеличение сроков лечения больных и тем большее, чем тяжелее травма, чем больше было смещение отломков кости (рис.45). При выполнении всех условий технологии остеосинтеза такое увеличение сроков лечения требовало объяснения. Выдвигаемые версии о снижении квалификации травматологов, занижении сроков лечения больных в предшествующие годы за счет исключения случаев с осложненным течением заболевания и другие при проверке не подтверждались или не могли оказывать определяющего влияния на выявленную тенденцию.

Рис.46. Динамика длительности периода фиксации при лечении больных с оскольчатыми и винтообразными переломами костей голени

Увеличение сроков стационарного лечения больных шло в разрез с принципами страховой медицины, направленными на экономизацию расходов при лечении больных, и требовало принятия экстренных мер. В частности были предприняты попытки внедрения в клиническую практику целого ряда оперативных, фармакологических и физиотерапевтических способов стимуляции остеогенеза (внутрикостное армирование спицами со специальным напылением, применение остеотропных препаратов, витаминов и солей кальция, ультразвуковых и магнитных стимуляторов).

Нами после проведения анализа заболеваемости населения России и Курганской области в частности, выявлены признаки резкого снижения реактивности организма людей [155]. Так показатели инфекционной заболеваемости в России, в частности туберкулезом, были относительно низкими до 1990 года, однако в дальнейшем за 5-7 лет периода "шоковой терапии" выросли на 40-55% (рис.47), а по Уральскому региону - на 74% [113].

Рис.47. Динамика числа впервые выявленных больных с туберкулёзом легких на 100 тыс. населения России [В.В. Прохоров, 1998]

При этом Курганская область за 2007 год заняла первое место в России по количеству выявленных эпизодов заболевания открытым туберкулезом. Выявление фактов ухудшения качества жизни населения России, и в особенности Курганской области, увеличения заболеваемости и смертности населения в последние 17 лет, снижения рождаемости, замедления роста и развития детей явилось поводом для более детальной оценки динамики сроков лечения больных с закрытыми переломами костей голени.

Если проанализировать динамику прибыли и убыли населения Курганской области, отражающую изменение социально-экономических условий жизни населения, а также динамику потребления белков животного происхождения, то наблюдается снижение соответствующих графиков. Так потребление жителями области мяса при гигиенической норме 90 кг к настоящему времени снизилась в среднем до 45 кг в год на человека (рис.48). В настоящее время среднедушевой денежный доход в Курганской области оказался самым низким в Уральском федеральном округе, рацион питания семей составляют в основном углеводсодержащие продукты: картофель, хлебные продукты и кондитерские изделия [76].

Рис.48. Динамика подушевого потребления мяса населением Курганской области

Нами установлено, что сроки фиксации в последние годы особенно резко увеличились у социально незащищенных слоев населения (инвалидов, пенсионеров, учащихся). При математическом анализе кривых сроков фиксации переломов в различные годы можно выявить их волнообразный характер с длиной периода около 50 лет. Такое совпадение с длительностью больших Кондратьевских циклов экономического развития страны не оставляет сомнения в том, что в основе исследуемых периодических изменений лежит тренд, касающийся всего населения в целом.

Следует заметить, что питание травматологических больных в стационаре нашего Центра полностью соответствует гигиеническим нормам. Однако для репаративной регенерации большее значение, как известно, имеет качество жизни, полноценность питания в течение нескольких лет и месяцев, предшествовавший травме [173, 182, 224, 225]. Важно также заметить, что увеличение сроков фиксации у больных разного возраста началось не одновременно, а зависело от накопленных структурных резервов адаптации организма, которые наиболее низкими оказались у лиц пожилого возраста, затем у пациентов старше 40 и учащейся молодежи. Такая неодинаковая зависимость устойчивости организма больных разного возраста к ухудшению условий жизни подтверждает роль качества питания и резервов адаптации в изменении длительности периода фиксации.

C целью ретроспективного сравнительного анализа динамики средних сроков фиксации костей голени при закрытых оскольчатых переломах за последние 35 лет у больных разного возраста произведена выкопировка историй болезни 512 больных с закрытыми оскольчатыми переломами костей голени в возрасте от 10 до 70 лет, лечившимися в период с 1970 по 2007 год с использованием метода чрескостного остеосинтеза. Составлены электронные таблицы данных с разбивкой больных по характеру перелома, возрасту, году получения травмы. Все показатели были обработаны методом вариационной статистики.

Обнаружено, что уже после 1979 года и на протяжении последующих 25 лет сроки фиксации костей голени у больных с оскольчатыми переломами возросли на 111% (р 0,001). При этом увеличилась разность в сроках фиксации оскольчатых и винтообразных переломов костей голени (рис.49).

Рис.49. Разность в сроках фиксации костных отломков у больных с закрытыми оскольчатыми и винтообразными переломами костей голени.

Период минимальных сроков лечения у больных с оскольчатыми переломами костей голени разного возраста заканчивался не одновременно и зависел от структурных резервов адаптации. Увеличение сроков фиксации у больных старше 60 лет началось в 1973 году, у больных 40-59 лет - в 1980, у детей и подростков - в 1981 году, у больных 20-29 лет - в 1985 году и у больных 30-39 лет в 1986 году (рис.50).