Журнал «Травма» Том 15, №4, 2014

Статья опубликована на с. 116-120

Введение

Амплитуда ротации предплечья является объективным критерием оценки восстановления функции верхней конечности после переломов костей предплечья, а также критерием эффективности оперативных и других средств, применяемых на этапах лечения. В условиях стационара или лабораторий биомеханики для определения объема движений в локтевом и лучезапястном суставах обычно применяют угломеры различных систем (Рихтера, Мельтгена) на шарнире, с выдвижными браншами, дисковые и др. Данные измерений, произведенных этими приборами, недостаточно точны — ошибка может достигать 5° [2]. Кроме того, с помощью обычных угломеров вообще невозможно измерение ротационных движений. Для измерения пронации и супинации предплечья предложены ротатометры различных конструкций [1–5]. Безусловно, измерение объема движений сначала одним инструментом (угломером), затем другим (ротатометром) удлиняет время исследования пациента.

По мнению П.И. Герасимова [3], имеющиеся приборы для измерения ротации предплечья (Л.П. Николаева, В.А. Гамбурцева, П.П. Дьяконова, В.Я. Моськина) страдают одним недостатком — громоздкостью, что ограничивает их применение в поликлинических условиях.

Н.Ф. Тольцинер [5] обращает внимание на то, что конструкции угломеров и ротатометров, выпускаемые промышленностью, недостаточно точны при измерениях и неудобны для использования. Кроме того, при различной патологии локтевого сустава ротационные движения предплечья могут зависеть от сгибания или разгибания предплечья под определенным углом, что невозможно зарегистрировать с помощью данных конструкций угломеров и ротатометров.

Материалы и методы

В связи с несовершенством представленных средств для определения функции предплечья и смежных сегменту суставов нами на кафедре разработан и применяется в клинике универсальный цифровой угломер-ротатометр (заявка на выдачу патента от 06.03.2014, исход. № 20/359), в котором устранены перечисленные выше недостатки.

Регистрацию полученных данных измерения подвижности в суставах производили по международному нейтральному ноль-проходящему методу SFTR (нейтральный — 0°; S — движения в сагиттальной плоскости; F — движения во фронтальной плоскости; R — ротационные движения). Объем нормальных движений в суставах, по данным литературы, возможен в следующих пределах [6]:

— локтевой сустав:

- разгибание/сгибание — S: 0/10°/150° (амплитуда 140–150°);

- наружная/внутренняя ротация — R: 80–90°/0/80–90° (амплитуда 160–180°);

— лучезапястный сустав:

- разгибание/сгибание кисти — S: 70°/0/80° (амплитуда 150°);

- ульнарное/радиальное отведение — F: 30°/0/20° (амплитуда 50°).

На основании показателей амплитуды движения мы выделили три степени ограничения функции в суставах предплечья (табл. 1).

Разработанное нами устройство (рис. 1А) состоит из корпуса (1), в котором расположены микроконтроллер и цифровой гироскоп, ЖК-дисплей (2), клавиша для включения/выключения питания (3), клавиша для выбора исследуемой функции и сброса значений на ноль (4) (правая и левая), светодиод для определения нулевого положения конечности (5), разъем для подключения зарядного устройства (6) и крепление (7) для фиксации устройства на верхней конечности пациента.

Принцип работы предложенного устройства основан на измерении угловой скорости трехосевым цифровым гироскопом. Полученное значение интегрируется по времени микроконтроллером с программой управления и расчета углов, в результате чего получаем значение угла, на который было повернуто устройство. Поскольку датчик измеряет угловую скорость по трем взаимоперпендикулярным осям, то имеется возможность измерить объем движений в суставе в соответствующем направлении.

Необходимыми общими условиями для исследования функции суставов являются:

1) неподвижность устройства после включения питания, которое производит калибровку нуля (рис. 1Б);

2) по завершении калибровки на ЖК-дисплее появляется сообщение о готовности устройства к работе;

3) во время исследования датчик измеряет угловую скорость в абсолютных координатах, поэтому другие суставы должны оставаться неподвижными для исключения погрешности в полученных результатах;

4) нажатие соответствующей клавиши (правое или левое предплечье) позволяет на экране выбрать необходимую для исследования функцию сустава;

5) исследование функции одного из суставов начинают с нулевой установки, которая определяется по возникновению зеленого светового сигнала;

6) нажав кратковременно клавишу, пациент совершает максимальный объем движений в исследуемом суставе, после чего автоматически на ЖК-дисплее появляются результаты в виде таблицы, на которой представлены углы поворота каждого вида движения в градусах с указанием его амплитуды, выводится информация по норме или степени ограничения функции в выбранном направлении;

7) значения измерений запоминаются, затем выбирают для определения следующую функцию сустава и продолжают исследование.

Исследования функции предплечья производят следующим образом:

— для определения объема пронационно-супинационных движений предплечья устройство фиксируют на кисти пациента и выбирают на ЖК-дисплее функцию «ротация». Измерения производят в исходном положении предплечья, согнутом в локтевом суставе под прямым углом, и установке кисти в среднефизиологическом положении. Плечо и локоть приводят к грудной клетке, чтобы исключить движения в локтевом и плечевом суставах. После появления зеленого светового сигнала (нулевая установка) нажимают на клавишу выбора функции и ротируют предплечье, измеряя вначале допустимые вращательные движения кисти кнаружи (рис. 2А), затем кнутри (рис. 2Б). Цифровые данные отображаются на ЖК-дисплее (рис. 2В) в исходном положении;

— для определения объема движений в лучезапястном суставе устройство фиксируют на кисти, предплечье должно быть неподвижным. Выбирают на ЖК-дисплее функцию «сгибание кисти». Исходное положение при измерении движений в сагиттальной плоскости — установка кисти по оси предплечья в положении пронации. После появления светового сигнала (нулевая установка) нажимают на клавишу выбора функции и регистрируют максимальное движение в направлении тыльной флексии кисти (рис. 3А), затем ладонной флексии кисти (рис. 3Б). Полученные цифровые данные отображаются на ЖК-дисплее (рис. 3В) в исходном положении;

— при измерении движений в лучезапястном суставе во фронтальной плоскости предплечье должно быть неподвижным. Выбирают на ЖК-дисплее функцию «отведение», устанавливают кисть по оси предплечья в положении пронации и после появления светового сигнала (нулевая установка) нажимают на клавишу выбора функции и определяют отведение кисти в сторону локтевой кости — ульнарная девиация (рис. 4А) и ее приведение в сторону лучевой кости — радиальная девиация (рис. 4Б). Цифровые данные регистрируют на ЖК-дисплее (рис. 4В) в исходном положении;

— для определения объема движений в локтевом суставе устройство фиксируют на предплечье так, чтобы исключить движения в лучезапястном суставе. Выбирают на ЖК-дисплее функцию «сгибание локтевого сустава». Исходным во время измерения является разгибание предплечья (рис. 5А) в локтевом суставе, при этом рука приведена и находится вдоль туловища в среднем положении предплечья между пронацией и супинацией (большой палец направлен кпереди).

После появления светового сигнала (нулевая установка) нажимают на клавишу выбора функции и производят сгибание (рис. 5Б) до максимально возможного угла, цифровые данные которого регистрируются на ЖК-дисплее (рис. 5В) в исходном положении.

С целью исключения аггравации, при которой показатели угла поворота в градусах будут разными, исследования движений необходимо повторить. Только лишь при истинных контрактурах показатели будут неизменными.

Результаты и их обсуждение

Разработанное устройство применяется нами с 2013 года при обследовании двух групп наблюдаемых больных. Первую (контрольную) группу сравнения составили 25 человек, которым выполнен накостный остеосинтез различными пластинами, и 12 пациентам второй (основной) группы выполнен раздельный чрес–костный остеосинтез разработанным нами аппаратом внешней фиксации стержневого типа (патент Украины на полезную модель № 87 293 от 10.02.2014). Полученные данные сравнивали с результатами традиционного определения объема движений в суставах поврежденной верхней конечности, кроме ротационных, с помощью стандартного угломера.

Исходы лечения больных контрольной группы с переломами костей предплечья были изучены в сроки от 2 недель до 2 лет. При оценке функциональных результатов лечения в раннем послеоперационном периоде у всех пациентов отмечались ротационные ограничения движений в лучезапястном суставе 2-й степени, и у 20 из них — в локтевом суставе 1-й степени в связи с наличием гипсовой иммобилизации. По снятии гипсовой повязки им были рекомендованы усиленные занятия лечебной физкультурой (ЛФК) и физиопроцедуры. В сроки от 3 месяцев до 1 года сохранялись ротационные контрактуры 1-й степени у 5 пациентов с переломами обеих костей предплечья в нижней либо верхней трети. При оценке отдаленных результатов до 2 лет после оперативного вмешательства у всех обследованных пациентов функция в локтевом и лучезапястном суставах на стороне повреждения была в полном объеме.

Функциональные исходы лечения больных основной группы с переломами костей предплечья были проанализированы нами в сроки от 2 дней после операции до 1 года. В раннем послеоперационном периоде мы отметили у всех пациентов ротационные ограничения движений только в лучезапястном суставе 1-й степени. После проведенных занятий ЛФК и физиопроцедур в течение 3 недель объем движений в локтевом и лучезапястном суставах был восстановлен в полном объеме. Больные полностью могли себя обслуживать без ограничений в течение всего периода фиксации аппаратом поврежденных костей предплечья. Проведение восстановительного лечения после демонтажа аппарата не потребовалось.

Полученные при измерениях данные объема движений в суставах с помощью стандартного угломера практически не отличались от цифрового, однако методика проведения технически явно уступала по времени проведения исследования и ограничивала удобства при его использовании.

Выводы

Данный угломер-ротатометр заменяет отдельно существующие угломеры и ротатометры, предоставляя наиболее точные результаты исследования за счет современных цифровых технологий.

Прибор портативный, удобный в применении и может быть карманным прибором ортопедов-травматологов наряду с другим набором измерительных инструментов, а также он доступен для врачей медико-социальной экспертизы в повседневной практике.