Грубые анатомические и функциональные нарушения кисти у детей как следствие врожденной патологии или тяжелых травм являются сложнейшей проблемой детской ортопедии. Использование микрохирургической аутотрансплантации пальцев стопы для восстановления пальцев кисти является перспективным направлением современной восстановительной хирургии [1, 2]. Большинство хирургов рекомендуют заимствование только одного – второго пальца с донорской стопы [3]. При тяжелых поражениях кисти для наиболее полноценного восстановления пальцев некоторые авторы используют аутотрансплантацию комплекса тканей стопы, включающего 2-й и 3-й пальцы [4, 5]. Однако указанные операции являются достаточно серьезным вмешательством в структуру арочного аппарата стопы, которое теоретически может спровоцировать перераспределение нагрузки по ее отделам и приводить к нарушению ее опорной функции. Кроме того, по мнению некоторых ортопедов-травматологов, существует риск формирования деформаций донорской стопы в отдаленном периоде после операции заимствования пальцев [6]. Оценка функционального статуса донорской стопы после аутотрансплантации пальцев изучена недостаточно. В литературе освещены преимущественно субъективные данные опросов пациентов [7], в то время как аспект результатов объективных инструментальных исследований практически не представлен. Для оценки опорной функции стоп перспективно применение биомеханических методов – плантографии [8] и стабилометрии [9].
Цель исследования – оценить динамику функции опорно-двигательной системы после заимствования пальцев стопы при микрохирургической аутотрансплантации на кисть у детей с врожденными и приобретенными деформациями верхней конечности.
Материал и методы исследования. У 33 пациентов в возрасте от 5 до 12 лет (10,1±0,26 года) с отсутствием пальцев на кисти вследствие врожденной патологии и травматических повреждений проведено биомеханическое исследование перед проведением реконструктивных операций. Обследование проводилось в сроки от 3 месяцев до 5 лет после оперативного лечения. Все пациенты были распределены на две группы в зависимости от количества заимствованных пальцев с одной донорской стопы в ходе микрохирургической пересадки на пораженную кисть. Первая группа включала 19 детей, у которых проведено заимствование только одного 2-го пальца со стопы (рис. 1А, 1Б, 1В). Во второй группе у 14 детей со стопы был заимствован аутотрансплантат, включающий блок 2–3-го пальцев (рис. 2А, 2Б, 2В).
Для оценки опорной функции стоп проводили компьютерную плантографию на программно-аппаратном комплексе диагностики «Подоскан» (ООО НМФ «МБН», Россия).
Рис. 1. Заимствование 2-го пальца стопы для пересадки его на кисть: А) мобилизованный палец стопы на сосудистой ножке; Б) рентгенограмма; В) внешний вид стопы через полгода после операции
Рис. 2. Заимствование блока 2–3-го пальцев стопы для пересадки на кисть: А) мобилизованный блок 2–3-го пальцев стопы на сосудистой ножке; Б) рентгенограмма; В) внешний вид стопы через 3 года после операции
У каждого обследуемого на полученных плантограммах на обеих стопах отмечали реперные точки и проводили линии по общепринятой методике [10]: (N-M) – касательная к наружному контуру отпечатка, (K-L) – касательная к внутреннему контуру отпечатка, (K-N) – чреспучковая линия, соединяющая наиболее выступающие латеральные точки контура переднего отдела стопы (рис. 3).
Рис. 3. Схема расчета линейных и угловых параметров плантограммы: А) у здорового ребенка; Б) у пациента Т., 6 лет, после операции заимствования блока 2–3-го пальцев с правой стопы. Угол стопы β = КLО
Через точку L проводили линию (L-O), параллельную наружной касательной, до пересечения с чреспучковой линией в точке О. Полученный угол KLO является углом стопы β, который измеряли в градусах (°). По расстоянию между точками K и L определяли ширину переднего отдела стопы t, которая наряду с углом стопы β является важным критерием для оценки изменения поперечных размеров стопы после заимствовании аутотрансплантатов пальцев. Площадь опоры стоп s определяли по показаниям прибора. Для оценки асимметрии величин плантографических характеристик между контралатеральными стопами рассчитывали различия: абсолютные – между углами стопы Δβ (°) и относительные – между показателями ширины Δt и площади Δs стопы (%).
Для оценки распределения нагрузки между нижними конечностями применяли метод стабилометрии с использованием программно-аппаратного комплекса «Биомеханика» (ООО НМФ «МБН», Россия). Регистрировали параметры статокинезиограмм с открытыми и с закрытыми глазами, тем самым получали данные о колебаниях центра давления (ЦД) тела каждого обследуемого. Это давало возможность рассчитать величины показателей вертикального баланса: координаты Х (мм) и Y (мм) – отклонение ЦД тела соответственно по осям Х и Y, то есть во фронтальной и сагиттальной плоскостях. Оценивали разброс колебаний ЦД относительно среднего положения во фронтальной и сагиттальной плоскостях: соответственно x и y (мм). Рассчитывали соотношение у/х – отношение большого диаметра (y) эллипса статокинезиограммы к его малому диаметру (x). Оценивали площадь эллипса статокинезиограммы S (мм2) и линейную скорость центра давления V (мм/c). Для определения нормальных плантографических и стабилометрических показателей обследовали 18 здоровых детей того же возраста.
Статистическую обработку данных производили с использованием программы SPSS Statistics 22 (разработчик IBM, США). Для оценки различий между выборками использовали критерий Манна–Уитни и F-критерий Фишера. Пороговый уровень статистической значимости принимали при значении критерия p<0,05.
Результаты исследования и их обсуждение. Перед операцией у пациентов средняя величина угла стопы составляла 16[14 – 17]°, которая не имела значимых отличий от таковой у здоровых детей – 16[15 – 17]° (p=0,987). Выраженность асимметрии показателей Δβ, Δt и Δs контралатеральных стоп у пациентов не была увеличена по сравнению с нормой (табл. 1). Подобная незначительная асимметрия параметров плантографии между левой и правой стопами подтверждена другими исследователями, объясняется церебральной латеритизацией головного мозга и расценивается как физиологическая [11]. Таким образом, в группе пациентов перед операцией угловые и линейные параметры стоп соответствовали норме, распределение статической нагрузки было равномерным по отделам стоп с обеих сторон.
Таблица 1
Изменение параметров плантографии (Me [Q25 – Q75]) донорской стопы
у пациентов после операции в зависимости от количества заимствованных пальцев
|
Параметры |
Группы обследованных детей |
p
|
|||
Здоровыедети (1) n=18 |
Пациенты |
||||
|
До операции (2) n=33 |
После заимствования пальцев |
||||
|
1-я группа (3) n=19 |
2-я группа (4) n=14 |
||||
|
Δβ (º) |
1 [0 – 2] |
2 [0 – 3] |
4 [3 – 5] |
11 [10 – 13] |
p1-2 = 0,817 p2-3 = 0,002 p2-4 < 0,001 p3-4 < 0,001 |
|
Δt, % |
2 [2 – 3] |
2 [2 – 3] |
8 [6 – 11] |
17 [15 – 20] |
p1-2 = 0,469 p2-3 < 0,001 p2-4 < 0,001 p3-4 < 0,001 |
|
Δs, % |
2 [1 – 3] |
1 [1 – 2] |
15 [12–19] |
26 [23 – 30] |
p1-2 = 0,703 p2-3 < 0,001 p2-4 < 0,001 p3-4 < 0,001 |
Примечание: Δβ – различия между величинами углов стопы, Δt – различия между показателями ширины стопы, Δs – различия между показателями площади стопы
После операций заимствования аутотрансплантатов пальцев для микрохирургической пересадки на кисть средняя величина угла стопы уменьшилась до величины 14[11 – 15]° у пациентов первой группы (p=0,012), до величины 7[5 – 9]° у пациентов второй группы (p<0,012). При этом значимо увеличились по сравнению с исходными величины медианных значений асимметрии всех показателей: Δβ и Δt в 2 раза, Δs в 15 раз – у пациентов первой группы. У пациентов второй группы произошло более выраженное нарастание асимметрии: Δβ – почти в 6 раз, Δt – почти в 9 раз, Δs в 26 раз. Таким образом, у пациентов после заимствования пальцев со стопы происходит уменьшение ее угла и ширины, а также снижение площади ее опоры. Необходимо учитывать, что изменение анатомических соотношений донорской стопы может сказаться на биомеханике ходьбы оперированных пациентов. В норме при ходьбе в периоде опоры стопы распространение статической нагрузки по ней происходит веерообразно – сначала одна пяточная кость в фазу нагружения пятки, затем кубовидная и три клиновидные кости в фазу переката, далее – пять головок плюсневых костей. Уменьшение угла и ширины стопы у пациентов после удаления пальцев, особенно блока из 2–3-го пальцев, влечет за собой изменение формы стопы из трапециевидной в практически прямоугольную. Это приводит к нарушению направленности векторов сил, взаимное расположение которых в стопе становится не веерообразным, а параллельным. Снижение площади опоры донорской стопы, особенно выраженное у пациентов с заимствованием блока из двух пальцев, указывает на существенную асимметрию распределения подошвенного давления между контралатеральными стопами, которая является нежелательным фактором для функционирования опорно-двигательной системы [12]. Необходимо также принимать во внимание, что заимствование пальцев осуществляется в области продольной оси стопы, которая проходит через середину пятки и середину головок 2-й и 3-й плюсневых костей. Вдоль этой линии в фазу переката перемещается траектория движения центра давления стопы [13]. Остается совершенно неизученным возможное отягощающее влияние указанного фактора на биомеханику ходьбы пациентов.
Таблица 2
Изменение параметров стабилометрии (Me [Q25 – Q75]) у пациентов после операции в зависимости от количества заимствованных пальцев с донорской стопы
|
Параметры |
Группы обследованных детей |
p
|
|||
Здоровыедети (1) n = 18 |
Пациенты |
||||
|
До операции (2) n = 33 |
После заимствования пальцев |
||||
|
1-я группа (3) n = 19 |
2-я группа (4) n = 14 |
||||
|
Координата Х (мм) |
0 [-1 – 1] |
0 [-2 – 1] |
1 [-2 – 3] |
--2 [-6 – 5] |
p2-3 = 0,877 p2-4 = 0,586 p3-4 = 0,713 |
|
Площадь S (мм2) |
490 [410 – 560] |
517 [409 – 628] |
643 [492–798] |
998 [780 – 1221] |
p2-3 = 0,378 p2-4 < 0,001 p3-4 = 0,008 |
|
Скорость V (мм/с) |
5,1 [4,9 – 5,3] |
5,2 [4,9 – 5,5] |
7,5 [6,7 – 8,3] |
8,7 [7,9 – 9,6] |
p2-3 < 0,001 p2-4 < 0,001 p3-4 = 0,024 |
|
Соотношение у/х |
1,6 [1,4 – 1,8] |
1,4 [1,2 – 1,7] |
1,2 [1,1 – 1,5] |
1,0 [0,8 – 1,3] |
p2-3 = 0,883 p2-4 = 0,036 p3-4 = 0,062 |
Примечание: все тесты – при открытых и закрытых глазах
При анализе вертикального баланса туловища у пациентов перед хирургическим лечением не было выявлено значимых отклонений стабилометрических показателей от нормальных величин (p>0,05). После заимствования аутотрансплантатов пальцев со стопы у пациентов обеих групп медианные показатели фронтального баланса значимо не изменились, в то время как квартильные интервалы параметра Х претерпели расширение. У пациентов первой группы послеоперационный разброс показателей Х оказался невыраженным по сравнению с предоперационным, различия между дисперсиями выборок оставались незначимыми: критерий Фишера F = 0,873 при p=0,771. Наоборот, у пациентов второй группы разброс показателей Х после операции существенно увеличился, различия между дисперсиями выборок стали значимыми: критерий Фишера F=0,334 при p=0,012. Направленность смещения ЦД у пациентов была противоположной стороне оперированной нижней конечности. Это можно объяснить тем, что после заимствования пальцев с донорской стопы ее опорность частично снижается, при этом наблюдается адаптивная реакция опорно-двигательной системы – компенсаторная разгрузка оперированной нижней конечности с переносом веса тела на интактную нижнюю конечность [14].
Отклонения от нормы в показателях площадей статокинезиограмм S и скоростей центров давления V были более выраженными у пациентов второй группы по сравнению с первой.
Анализ соотношений большого диаметра (y) эллипса статокинезиограмм к его малому диаметру (x) показал, что в норме фигура эллипса вытянута в сагиттальной плоскости (рис. 4А).
Рис. 4. Графическое изображение статокинезиограмм обследованных детей: А) здорового ребенка; Б) пациента после заимствования II пальца с правой стопы; В) пациента после заимствования блока II и III пальцев с правой стопы. Красный цвет – тест с открытыми глазами; зеленый цвет – тест с закрытыми глазами
У пациентов первой группы после операции эллипс несколько приплюснут, однако по показателю у/х соответствует норме, что свидетельствует о преимущественно переднезадней направленности колебаний ЦД пациентов (рис. 4Б). Такая направленность колебаний считается физиологической и является признаком хорошей стабильности вертикального баланса. У пациентов второй группы после операции отмечается тенденция к вытягиванию фигуры эллипса во фронтальной плоскости (рис. 4В), о чем свидетельствует снижение отдельных показателей у/х до величины менее 1,0. Такая боковая направленность колебаний ЦД биомеханически невыгодна опорно-двигательной системе, что может предполагать напряженность и быструю утомляемость механизмов постурального контроля у пациентов второй группы. Однако через 6 и более месяцев после пересадки одного пальца стопы и через год после пересадки блока 2–3-го пальцев стопы данные описываемых исследований приближались к норме, при этом в 96% случаев не отмечалось нарушения функции стоп, не наблюдалась хромота, дети не жаловались на боли и какие-либо проблемы, связанные с ходьбой, бегом, прыжками.
Выводы
1. Плантографический и стабилометрический методы исследования позволяют объективно оценить функциональное состояние опорно-двигательной системы у детей после заимствования пальцев стопы при микрохирургической аутотрансплантации на кисть.
2. Хирургическое заимствование аутотрансплантатов пальцев с донорских стоп приводит к отклонениям в показателях биомеханических характеристик опорно-двигательной системы пациентов в первые полгода после операции.
3. Имеет значение количество заимствованных пальцев со стопы: после аутотрансплантации одного пальца функция стопы восстанавливалась в течение 6 месяцев, после пересадки блока 2–3-го пальцев нормализация биомеханических показателей происходила в течение 1 года.