Устройство для измерения объема пронации и супинации стопы

Полезная модель относится к травматологии и ортопедии и предназначена для измерений пронации и супинации стопы как в норме, так и при нарушениях после травм связочного аппарата голеностопного сустава и стопы, переломов пяточной кости, а также для контроля изменения биомеханики движений стопы после оперативных вмешательств, связанных с нарушением целостности латеральной и/или задней глубокой группы мышц голени.
Биомеханика стопы подразумевает наличие последовательного спектра движений шагового цикла при перемещении вперед. Нормальный шаговый цикл включает в себя 2 независимые фазы опоры и переноса конечности. Фазой переноса конечности является та часть шагового цикла, когда стопа не касается земли, а фазой опоры - контакт стопы с поверхностью опоры, на которую приходится большая часть цикла. Фаза опоры состоит из трех периодов: контактного, опорного и пропульсивного.
Контактный период начинается от момента касания пятки до полного соприкосновения стопы с поверхностью опоры и сопровождается перемещением стопы с пятки на наружный край с поворотом подошвы кнаружи, что называется «пронацией». Пронация состоит их трех различных одномоментных движений: эверсии, абдукции и дорсифлексии. Это обеспечивается работой латеральной группы мышц голени, состоящей из длинной и короткой малоберцовой мышц. Во время пронации происходит перераспределение веса тела с наружного на внутренний отдел стопы и тем самым обеспечивается рессорная функция стопы.
Опорный период начинается от момента полного контакта стопы с поверхностью опоры до момента начала отрыва пятки и характеризуется нейтральным положением стопы. Пропульсивный период начинается от момента отрыва пятки до момента отрыва пальцев от поверхности опоры и сопровождается перемещением зоны опоры к пальцам, при котором внутренний край стопы поднимается, и подошва оказывается обращенной внутрь, что называется «супинацией». Супинация также состоит их трех различных одномоментных движений: инверсия, аддукция и подошвенная флексия. Это обеспечивается работой задней глубокой группой мышц голени, в частности задней большеберцовой мышцей и длинным сгибателем пальцев.
Описанный механизм нормального шагового цикла реализуется через взаимодействие связочно-суставного аппарата голеностопного сустава и стопы, а также мышц голени и стопы. Нарушение пронации и супинации приводит к неправильному перераспределению веса при ходьбе и сопровождается в последующем не только возникновением патологий голеностопного сустава и стопы, сопровождающихся болевым синдромом, но и патологий коленного сустава, так как пронация и супинация при ходьбе влияют на изменение угла отклонения колена от средней линии тела, что в свою очередь при нарушенных механизмах ведет к компенсаторному задействованию отводящих мышц бедра. Таким образом, своевременная оценка характеристик пронации и супинации является важной диагностической составляющей в ортопедической практике при ее своевременном выполнении.
Известно устройство для проведения ортопедических измерений, в том числе измерения объема супинации и пронации, содержащее две опорные площадки с установленными вертикальными стойками. Опорные площадки изготовлены из прозрачного материала, закрепленного в каркасе. Четыре вертикальные стойки опорных площадок выполнены в виде опорных винтов, снабженных приводами и измерительными шкалами, верхняя часть опорных винтов размещена в гайках. (патент на изобретение RU 2137444 20.09.1999). Однако данное устройство имеет ряд существенных недостатков. Правильная сборка устройства, элементы конструкции которого включают в себя опорные винты, снабженные приводами, градусные шкалы с отвесами, измерительные шкалы и зеркала, является технически сложной задачей. При проведении измерений специалисту необходимо неоднократно вращать приводы различных опорных винтов для создания компенсации, что затрудняет правильное использование прибора.
Известно устройство для измерения объема пронации и супинации стопы, состоящее из основания, к центру которого перпендикулярно жестко прикреплена стойка, которая имеет в верхней части подшипник. К стойке через подшипник крепится опорная площадка в виде металлической платформы с резиновой верхней поверхностью. К платформе сбоку прикреплен транспортир, градуированный с передней поверхности. На стойке имеется вертикальная метка, например, в виде стрелки (патент на полезную модель RU 157984, 20.12.2015).
При измерении объема пронации и супинации с помощью этого устройства пациент ставит ногу на платформу таким образом, чтобы ось конечности совпадала с осью стойки, и попеременно совершает пронацию и супинацию стопы. С помощью вертикальной метки на стойке визуально фиксируют и получают максимальные значения углов отклонения, которые в последующем сравнивают с нормальными показателями. Устройство отличается простотой конструкции и использования, позволяя оценить анатомо-функциональные показатели стопы.
Однако данное устройство имеет ряд недостатков. При постоянной подвижности в голеностопном суставе отсутствует жесткая фиксация стопы на платформе, что приводит к получению неточных измерений. Кроме того, отсутствует возможность фиксации вертикальной метки в виде стрелки в полученном при измерении положении, что также может приводить к появлению существенных погрешностей при измерениях. Данное устройство принято за ближайший аналог.
Задача предлагаемой полезной модели состоит в разработке устройства для получения наиболее точных диагностических показателей объема супинации-пронации при простоте использования и сборки.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение точности измерений объема супинации и пронации.
Технический результат достигается за счет конструктивных элементов в виде узла фиксации стопы, узла измерения супинации и пронации, фиксаторов голени, обеспечивающих жесткую фиксацию стопы и голени.
Сущность устройства заключается в следующем. Устройство для определения объема супинации и пронации стопы содержит узел фиксации стопы, узел измерения супинации и пронации стопы. При этом узел фиксации стопы выполнен в виде платформы с ремнями фиксации стопы и задником в виде жесткой пластины высотой не менее 130 мм с прорезью по ее длине. Узел измерения супинации и пронации стопы представляет собой линейку с установленным на ней блоком измерения угла поворота линейки относительно жесткой пластины задника. При этом линейка связана с задником с возможностью перемещения и фиксации положения относительно друг друга в прорези жесткой пластины. Фиксаторы голени в виде ремней установлены на линейке узла измерения.
Схематическое изображение устройства представлено на фигуре, где
1 - платформа, 2 - ремни фиксации стопы, 3 - задник, 4 - прорезь, 5 - линейка, 6 - блок измерения угла поворота линейки относительно жесткой пластины задника, 7 - фиксаторы голени.
Блок измерения представлен электронным уровнем Elitech.
Устройство используют следующим образом. Для определения пронации/супинации ногу пациента устанавливают на платформе с ремнями фиксации стопы и задником в виде жесткой пластины высотой не менее 130 мм и плотно прижимают ремнем фиксатора. Другую конечность устанавливают для компенсации разницы и предупреждения возможного возникновения погрешностей. После фиксации исследуемый встает на ноги, блок измерения угла поворота линейки относительно жесткой пластины задника позволяет зафиксировать значение угла и таким образом определить объем супинации или пронации стопы.
Клинический пример 1.
1. Пациент С., 22 года. Обратился к травматологу-ортопеду для консультации по поводу утомляемости, боли в стопах при физических нагрузках. Пациент осмотрен травматологом-ортопедом, выполнена плантография, рентгенограмма стоп с функциональной нагрузкой - получены данные о двустороннем продольно-поперечном плоскостопии 2-3 ст. Дополнительно, выполнено определение объема пронации и супинации стопы с помощью заявленного устройства. Правая конечность установлена на платформу 130 мм, левая на такую же платформу, стопа и голень зафиксированы фиксаторами. Получены данные, свидетельствующие о гиперпронации стоп. Пациенту подологом подобраны соответствующие стельки-супинаторы. При повторном исследовании гиперпронация скомпенсирована до нейтральной пронации. Пациенту рекомендовано дальнейшее использование подобранных стелек-супинаторов.
2. Пациент М., 25 лет. Поступил в отделение травматологии и ортопедии с диагнозом "разрыв передней крестообразной связки правого коленного сустава" для планового оперативного лечения в объеме артроскопического восстановления передней крестообразной связки правого коленного сустава аутотрансплантатом из сухожилия длинной малоберцовой мышцы голени. В предоперационном периоде в рамках научного исследования воздействия забора аутотрансплантата сухожилия длинной малоберцовой мышцы на функцию стопы в послеоперационном периоде, выполнено исследования установки стопы до забора аутотрансплантата с помощью заявленного устройства. С учетом длины конечности длина линейки - 140 мм. Получены данные, свидетельствующие о нейтральной пронации правой стопы. Через два года с момента оперативного вмешательства, после курса восстановительного лечения, повторно выполнены измерения с помощью заявленного устройства данных о формировании гиперпронации или гиперсупинации не получено.