Математичне моделювання як інструмент дослідження функції м’язів тазового пояса при диспластичному коксартрозі
Authors: Тyazhelov А.А. , Karpinsky М.Yu. , Yurchenko D.A. , Karpinska O.D. , Goncharova L.E. 
Published: May 2022

Актуальність. Диспластичний коксартроз у дорослих пацієнтів характеризується зміною геометричних параметрів, проксимального відділу стегнової кістки, вертлюжної западини та їх співвідношень. При зміненні геометричних параметрів кульшового суглоба змінюються кути прикріплення м’язів та плечі їх сил, що обумовлює особливості роботи м’язів тазового пояса. Мета роботи — обґрунтування та побудова математичної моделі роботи м’язів тазового пояса при диспластичному коксартрозі. Матеріали та методи. В основу будови моделі роботи м’язів тазового пояса при диспластичному коксартрозі було покладено базову фізичну модель таза та нижньої кінцівки. Зміну параметрів кульшового суглоба виконували згідно з даними проведеної раніше рентгенометрії 49 кульшових суглобів дорослих пацієнтів із диспластичним кокс-артрозом. Для кожного з м’язів було визначено параметри його роботи та його внесок у збереження горизонтальної рівноваги таза, складено рівняння рівноваги моментів сил м’язів тазового пояса та проаналізовано роботу всіх м’язів тазового пояса, зазначених у моделі. Результати. Кожен із м’язів, що забезпечують горизонтальну рівновагу таза, у нормі (при вазі пацієнта 80 кг) розвиває силу, що становить близько половини своєї максимально можливої сили, тобто всі м’язи працюють як мінімум із дворазовим запасом міцності. Збільшення ваги пацієнта на 20–25 % (до 100 кг і більше) помітно погіршує ефективність роботи м’язів. Вони змушені задіяти понад 70–80 % своєї абсолютної сили, що різко знижує їх витривалість та ефективність роботи. При легкому ступені дисплазії (1-й тип за Crowe) кожен з аналізованих м’язів розвиває силу, лише на третину менше її абсолютних значень. Збільшення ваги пацієнта на 20 % вимагає від кожного з м’язів майже максимальних зусиль. А подальше збільшення ваги потребує сили, що перевищує можливості м’яза. При тяжкому ступені дисплазії кульшового суглоба (3-й тип за Crowe) м’язи не в змозі впоратися з роботою зі збереження горизонтальної рівноваги таза. Пацієнти змушені будуть користуватися додатковою опорою або застосовувати пристосувальні механізми для полегшення пересування. Висновки. Розроблена нами математична модель роботи м’язів тазового пояса при дисплазії кульшового суглоба відображає клінічні прояви диспластичного коксартрозу та дозволяє вивчати особливості роботи м’язів тазового пояса до та після ендопротезування диспластичного кульшового суглоба. Зміна геометричних параметрів кульшового суглоба призводить до порушення функції м’язів тазового пояса та зменшує ефективність роботи абдукційного механізму. Найбільш значущий негативний вплив на роботу м’язів тазового пояса мають геометричні зміни кульшового суглоба, які збільшують момент сили гравітації та зменшують момент сили м’язів-абдук-торів. Корекція зазначених параметрів при ендопротезуванні кульшового суглоба покращує біомеханічні умови роботи м’язів тазового пояса і підвищує ефективність абдукційного механізму. Отримані результати показали, яким чином диспластичні зміни кульшового суглоба негативно впливають на роботу м’язів тазового пояса, довели, що найважливішими факторами ефективної роботи абдукційного механізму є сила м’язів та вага пацієнта. І саме ці фактори мають критичний вплив на роботу м’язів тазового пояса щодо збереження горизонтальної рівноваги таза.