Бесплатные медицинские консультации врачей

Влияние патологии стопы на развитие дегенеративных заболеваний коленного сустава

АВТОР СТАТЬИ:

Сметанин Сергей Михайлович

врач травматолог - ортопед, кандидат медицинских наук

+7-916-626-67-81

КЛИНИКИ:

Москва, ул. Большая Пироговская д.6., корп. 1, метро Спортивная

Записаться на прием
Образование и профессиональная деятельность

Образование:

В 2007 году окончил с отличием Северный Государственный Медицинский Университет в г. Архангельске.

С 2007 по 2009 г. проходил обучение в клинической ординатуре и заочной аспирантуре на кафедре травматологии, ортопедии и ВПХ Ярославской Государственной Медицинской Академии на базе больницы скорой медицинской помощи им. Н.В. Соловьева.

В 2010 году защатил диссертацию на соискание ученой степени кандидата медицинских наук на тему "Лечебная иммобилизация открытых переломов бедренной кости". Научный руководитель, профессор В.В. Ключевский.

Профессиональная деятельность:

С 2010 по 2011 год работал врачом травматологом-ортопедом в ФГУ "2 Центральный Военный Клинический Госпиталь им. П.В. Мандрыка".

С 2011 года работает в клинике травматологии, ортопедии и патологии суставов Первого Московского Государственного Медицинского Университета им. И.М. Сеченова.

Автор 45 научных работ.

Стажировки:

15-16 апреля 2008 года АО курс "AO Symposium Pelvic Fractures".

28-29 апреля 2011 года - 6-й образовательный курс "Проблемы лечения часто встречающихся переломов костей нижних конечностей", Москва, ГУ МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского.

6 октября 2012 года - Атромост 2012 "Современные технологии в артроскопии, спортивной травматологии и ортопедии".

2012 год – обучающий курс по эндопротезированию коленного сустава, prof. Dr. Henrik Schroeder-Boersch (Германия), Куропаткин Г.В. (Самара), г. Екатеринбург.

24-25 февраля 2013 года - обучающий курс «Принципы тотального эндопротезирования тазобедренного сустава»,  ФГБУ «РНИИТО им. Р.Р. Вредена» Минздрава России, г. Санкт-Петербург.

26-27 февраля 2013 года – обучающий курс «Основы тотального эндопротезирования тазобедренного сустава»,  ФГБУ «РНИИТО им. Р.Р. Вредена» Минздрава России, г. Санкт-Петербург.

18 февраля 2014 года – практикум по ортопедической хирургии «Эндопротезирование коленного и тазобедренного суставов», Dr. Patrick Mouret, Klinikum Frankfurt Hoechst, Germany.

28-29 ноября 2014 года - обучающий курс по эндопротезированию коленного сустава. Профессор Корнилов Н.Н. (РНИИТО им. Р.Р. Вредена, г. Санкт-Петербург), Куропаткин Г.В., Седова О.Н. (г. Самара), Каминский А.В. (г. Курган). Тема "Курс по балансу связок при первичном эндопротезировании коленного сустава", Морфологический центр, г. Екатеринбург.

28 ноября 2015 года - Артромост 2015 "Современные технологии в артроскопии. спортивной травматологии, ортопедии и реабилитации".

23-24 мая 2016 года - конгресс "Медицина чрезвычайных ситуаций. Современные технологии в травматологии и ортопедии, обучение и подготовка врачей".

Ассоциативный член Международного общества ортопедической хирургии и травматологии (SICOT - фр. Société Internationale de Chirurgie Orthopédique et de Traumatologie; англ. - International Society of Orthopaedic Surgery and Traumatology). Общество основано в 1929 году.

В 2015 году отмечен благодарностью ректора за личный вклад в развитие университета.

Научные и практические интересы: эндопротезирование крупных суставов, артроскопия крупных суставов.


 

Введение. Остеоартроз коленного сустава (ОА) является наиболее распространенной формой ортопедической патологии нижней конечности. Почти 30 миллионов человек в США страдают от этой изнурительной болезни. Одна треть всех взрослых старше 65 лет страдают ОА коленного сустава, особенно часто поражается внутренний отдел коленного сустава.

Частота остеоартроза в мире достигает 6,4%, среди людей в возрасте старше 45 лет составляет 13,9%, а у лиц старше 65 лет частота ОА повышается до 97%. Согласно данным Центра контроля и профилактики заболеваний (Centers for Disease Control and Prevention), распространенность ОА в возрасте до 44 лет составляет 19%, в возрасте 45 – 64 года – 42%, старше 65 лет – 59%.

В последнее время имеет место тенденция «омоложения» ОА. Так у людей в возрасте старше 50 лет ОА встречается в 27,1% наблюдений, а в возрасте старше 70 лет – в 90%. В Соединенных Штатах Америки и Европе около 12% жителей страдают ОА крупных суставов [5, 6, 8, 10].

Остается мало изученным вопрос сочетанного влияния патологии разных суставов друг на друга одной нижней конечности.

Обзор литературы.

В отечественной литературе отсутствуют публикации взаимного влияния друг на друга патологии стопы и остеоартроза коленного сустава. В отечественной литературе авторы лишь отмечают о необходимости проведения анализа взаимодействия артроза различных суставов одной нижней конечности друг на друга. Однако не указывают на возможные исследования в этой области.

В то время как в зарубежной литературе имеются единичные исследования по этому вопросу.

Зарубежные авторы указывают на влияние патологии стопы на развитие остеоартроза коленного сустава и наоборот. Так, варусная деформация коленного сустава за счет изменения оси нижней конечности увеличивает нагрузку на наружную поверхность стопы, а вальгусная деформация – на внутренний отдел. Кроме того, некоторые ученые подчеркивают, что плоскостопие является фактором риска развития ОА коленного сустава, увеличивается нагрузка на наружный отдел, а полая стопа способствует развитию медиального гонартроза [1, 2, 3, 14]. На коленный сустав действует сила смещения кнаружи относительно вектора действия силы притяжения, который проходит от центра тела, условно от центра 5 поясничного позвонка, к центру таранной кости. Ось нижней конечности, проходящая от середины головки бедренной кости через центр коленного сустава к середине таранной кости, деформируется кнаружи, то есть получается угол, открытый кнутри [15, 17, 21]. При нормальной оси нижней конечности и отсутствии патологии со стороны стопы данный вектор располагается около внутреннего мыщелка большеберцовой кости, плечо рычага до центра межмыщелкового возвышения большеберцовой кости от этого вектора является минимальным, поэтому и сила бокового смещения незначительна. Соответственно нагрузка на медиальный компартмент коленного сустава не превышает критических значений и за счет связочного аппарата правильно распределяется между всеми его отделами. Однако при варусной деформации вектор действия силы притяжения располагается дальше от центра коленного сустава, плечо рычага становиться длиннее и возрастает нагрузка на внутренний отдел коленного сустава. Авторы отмечают, что это воздействие становиться выше критического, поэтому варусная деформация коленного сустава и патология стопы, конкретно уплощение свода стопы, плоско-вальгусная деформация, приводят к смещению вектора действия силы притяжения кнутри, являясь фактором усугубления медиального остеоартроза коленного сустава. При вальгусной деформации коленного сустава, вальгусном отклонении стопы вектор действия силы притяжения находится в центре коленного сустав или даже кнаружи от межмыщелкового возвышения, соответственно стрессовая осевая нагрузка на медиальный отдел отсутствует, повышаются силы растяжения в медиальном компартменте. Повышается осевое воздействие на наружный отдел коленного сустава, усугубляется его вальгусная деформация, что приводит к усилению патологического воздействия на стопу. Замыкается круг перекрестного патологического воздействия между сегментами одной конечности [22, 23, 25, 26].

Коленный сустав в повседневной жизни испытывает колоссальные нагрузки, зачастую в несколько раз превышающие вес тела. Конечно же, чрезмерная нагрузка на единицу площади суставного хряща является мощным негативным фактором для его дегенерации. Так 2010 году I. Kutzner и соавторы из немецкого института Julius Wolff опубликовали исследование, в котором изучили нагрузку на коленный сустав при повседневной жизни. Они показали, что при спуске по лестнице в коленном суставе, который находится на верхней ступеньке, пиковая нагрузка на суставной хрящ достигает 346% веса тела. А при подъеме по лестнице – 316% веса тела, при вставании со стула – 246%, при усаживании на стул – 225%, при стоянии на одной ноге – 259%, при стоянии на двух ногах воздействие на хрящ сустава на 7% больше веса тела [9].

Прогресс в области визуализации и вычислительных технологий позволил улучшить понимание геометрии коленного сустава. G. Ateshian с соавторами впервые описали продольное вращение в коленном суставе. Медиальный мыщелок бедренной кости шире и короче латерального, ввиду этого коленный сустав при сгибании осуществляет ассиметричное вращение вокруг фронтальной и продольной оси. Этому также способствует различный вид мыщелков большеберцовой кости, разная форма и подвижность менисков. Другие ученые обнаружили, что латеральный мениск в 2 раза дальше смещается кзади, чем медиальный. Кроме того, они определили, что продольное вращение осуществляется во всех фазах сгибания коленного сустава [24].

Связочный аппарат коленного сустава при нормальном функционировании и правильной оси нижней конечности задает строго определенную биомеханику его движения, которая нарушается при изменении оси нижней конечности, связанная с патологией других суставов, в том числе и с патологией стопы.

Дальнейшие исследования взаимного влияния патологии стопы на развитие остеоартроза коленного сустава демонстрируют следующие тенденции. J.A. Block и соавторы указывают на то, что использование подошвенной стельки с поддержкой свода стопы снижает нагрузку на коленный сустав из-за изменения оси нагрузки ближе к центру вращения коленного сустава[4]. Другие авторы отмечают эффективность использования ортеза на голеностопный сустав при остеоартрозе коленного сустава [7, 16].

J.A. Barrios с группой ученых доказали, что использование супинатора под продольный свод стопы является целесообразным подходом к снижению боли при медиальном гонартрозе [3].

R.H. Lidtke и соавторы указывают, что при варусной деформации коленного сустава по результатам исследования стопы при ходьбе повышается нагрузка на наружный отдел в 1,7 раза, относительно контрольной группы, где у пациентов не было признаков ОА коленного сустава [12]. Кроме того, при проведении исследования авторы отмечают, что некоторые пациенты имели значительную подвижность во фронтальной плоскости заднего отдела стопы, что позволило ортопедической обуви, стельке, поддерживающей продольный свод стопы, максимально эффективно изменить положение голени и коленного сустава. В то время у других – имела место преимущественно поперечная подвижность между таранной и большеберцовой костями. Анализ через 3 месяца показал, что значительно выше изменился момент силы в медиальном отделе коленного сустава у пациентов с подвижностью во фронтальной, чем в поперечной плоскости. Причем у некоторых пациентов из второй группы не было никаких изменений момента силы в области коленного сустава при применении средств, удерживающих продольный свод стопы [11].

M.R. Maly и другие ученые указывают, что коррекция варусной и вальгусной деформации коленного сустава приводит к изменению давления в стопе той же нижней конечности, особенно натяжения подошвенного апоневроза. Авторы подчеркивают, что взаимосвязь болевого синдрома со стороны стопы и коленного сустава одной нижней конечности играет важную роль прогрессирования патологии [13].

Другие авторы предложили оценивать давление в подошвенной фасции при остеоартрозе коленного сустава, сравнить результаты при босой ноге и различных типах обуви. Ученые отметили, что при ходьбе с босой ногой уменьшается пиковая варусная нагрузка на коленный сустав по сравнению с различными типами обуви и ортезов. Казалось, что это утверждение противоречит здравому смыслу. Однако обувные компании отреагировали изменением обуви, они стали использовать более жесткую пятку, каблук 4 см. и ортопедическую стельку. При контрольном исследовании авторы отмечают снижение варусной нагрузки при ОА коленного сустава с использованием новой обуви [18].

Конечным результатом этих опытов была разработка в Rush University обуви с модифицированной подошвой и стелькой на основе описанных выше примеров. Проект был протестирован у пациентов с ОА коленного сустава, причем результаты очень похожи, как при ходьбе босиком. В последующем в крупных университетах в США и Великобритании проводятся исследования применения этой обуви в лечении медиального гонартроза [19]. Исследователи продолжали демонстрировать, что стабильность обуви производит более высокие стрессовые моменты в суставах нижней конечности, относительно гибкой обуви [20].

Некоторые зарубежные авторы указывают, что при патологии стопы и отсутствии признаков остеоартроза коленного сустава, для профилактики его возникновения и прогрессирования необходимо производить коррекцию патологии стопы, использовать индивидуальные ортезы стопы (стельки). В зарубежной литературе в большинстве публикаций отмечено о продолжении исследований на эту тему.

Резюме.

Влияние патологии стопы на прогрессирование остеоартроза коленного сустава является очень актуальной проблемой. При развитии патологических изменений в связочно-капсульном аппарате стопы происходит ее деформация во всех плоскостях, изменяется плоскость таранной кости и ось вращения в голеностопном суставе, что в свою очередь изменяет биомеханику коленного сустава. Увеличивающаяся нагрузка на различные отделы коленного сустава способствует развитию остеоартроза. В настоящее время за рубежом продолжаются исследования по этому вопросу.

Список использованных источников:

  1. Andriacchi TP, Johnson TS, Hurwitz DE, Natarajan RN. Musculoskeletal dynamics, locomotion and clinical applications. In: Mow VC, Huiskes R, eds. Basic orthopedic biomechanics. 3rd ed. Philadelphia: Lippincott-Raven; 2005: 106.
  2. Baliunas AJ, Hurwitz DE, Ryals AB, et al. Increased knee joint loads during walking are present in subjects with knee osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage 2002;10(7):573-579.
  3. Barrios JA, Higginson JS, Royer TD, Davis IS. Static and dynamic correlates of the knee adduction moment in healthy knees ranging from normal to varus-aligned. Clin Biomech 2009;24(10):850-854.
  4. Block JA, Shakoor N. The biomechanics of osteoarthritis: implications for therapy. Curr Rheumatol Rep 2009;11(1):15-22.
  5. Dillon CF, Rasch EK, Gu Q, Hirsch R. Prevalence of knee osteoarthritis in the United States: arthritis data from the Third National Health and Nutrition Examination Survey 1991–1994. J Rheumatol 2006;33(11):2271-2279.
  6. Felson DT, Naimark A, Anderson J, et al. The prevalence of knee osteoarthritis in the elderly. The Framingham osteoarthritis study. Arthritis Rheum 1987;30(8):914-918.
  7. Hinman RS, Bennell KL. Advances in insoles and shoes for knee osteoarthritis. Curr Opin Rheum 2009;21(2):164-170.
  8. Jordan JM, Helmick CG, Renner JB, et al. Prevalence of knee symptoms and radiographic and symptomatic knee osteoarthritis in African Americans and Caucasians: The Johnston County Osteoarthritis Project. J Rheumatol 2007;34(1):172-180.
  9. Kutzner I., Heinlein B., Graichen F., Bender A., Rohlmann A., Halder A., Beier A., Bergmann G. Loading of the knee joint during activities of daily living measured in vivo in five subjects. J Biomech. 2010 Aug 10;43(11):2164-73.
  10. Lawrence RC, Felson DT, Helmick CG, et al. Estimates of the prevalence of arthritis and other rheumatic conditions in the United States. Part II. Arthritis Rheum 2008;58(1):26-35.
  11. Lidtke R, Wimmer MA, Foucher KC, Block JA. The role of rearfoot mobility in the long term response to wedge orthoses in medial knee OA. Presented at the annual meeting of the American College of Rheumatology, Boston, November 2007.
  12. Lidtke RH, Muehleman C, Kwasny M, Block JA. Foot center of pressure and medial knee osteoarthritis. J Am Podiatr Med Assoc 2010;100(3):178-184.
  13. Maly MR, Culham EG, Costigan PA. Static and dynamic biomechanics of foot orthoses in people with medial compartment knee osteoarthritis. Clin Biomech 2002;17(8):603-610.
  14. Miyazaki T, Wada M, Kawahara H, et al. Dynamic load at baseline can predict radiographic disease progression in medial compartment knee osteoarthritis. Ann Rheum Dis 2002;61(7):617-622.
  15. Miyazaki T, Wada M, Kawahara H, et al. Dynamic load at baseline can predict radiographic disease progression in medial compartment knee osteoarthritis. Ann Rheum Dis 2002;61(7):617-622.
  16. Pham T, Maillefert JF, Hudry C, et al. Laterally elevated wedged insoles in the treatment of medial knee osteoarthritis. A two-year prospective randomized controlled study. Osteoarthritis Cartilage 2004;12(1):46-55.
  17. Prodromos CC, Andriacchi TP, Galante JO. A relationship between gait and clinical changes following high tibial osteotomy. J Bone Joint Surg Am 1985;67(8):1188-1194.
  18. Shakoor N, Block JA. Walking barefoot decreases loading on the lower extremity joints in knee osteoarthritis. Arthritis Rheum 2006;54(9):2923-2927.
  19. Shakoor N, Lidtke RH, Sengupta M, et al. Effects of specialized footwear on joint loads in osteoarthritis of the knee. Arthritis Rheum 2008;59(9):1214-1220.
  20. Shakoor N, Sengupta M, Foucher KC, et al. Effects of common footwear on joint loading in osteoarthritis of the knee. Arthritis Care Res 2010;62(7):917-923.
  21. Sharma L, Hurwitz DE, Thonar EJ, et al. Knee adduction moment, serum hyaluronan level, and disease severity in medial tibiofemoral osteoarthritis. Arthritis Rheum 1998;41(7):1233-1240.
  22. Sharma L, Song J, Dunlop D, et al. Varus and valgus alignment and incident and progressive knee osteoarthritis Ann Rheum Dis 2010;69(11):1940-1945.
  23. Tanamas S, Hanna FS, Cicuttini FM, et al. Does knee malalignment increase the risk of development and progression of knee osteoarthritis? A systematic review. Arthritis Rheum 2009;61(4):459-467.
  24. Vedi V., Williams A., Tennant S., Spouse E., Hunt D., Gedroyc W. Meniscal movement. An in-vivo study using dynamic MRI. J Bone Joint Surg Br 1999;81:37-41.
  25. Wada M, Imura S, Nagatani K, et al. Relationship between gait and clinical results after high tibial osteotomy. Clin Orthop Relat Res 1998;354(9):180-188.
  26. Wang JW, Kuo KN, Andriacchi TP, Galante JO. The influence of walking mechanics and time on the results of proximal tibial osteotomy. J Bone Joint Surg Am 1990;72(6):905-909.

Полнотекстовую статью можно найти в журнале Врач, №12, 2016 год.