Кинематические и кинетические особенности невовлеченной конечности при ходьбе у детей со спастической гемиплегией

Введение. Изучение функциональных особенностей непораженной стороны опорно-двигательной системы у больных со спастическими гемипарезами способствует разработке различных аспектов медицинской реабилитации.

Цель работы — определить особенности компенсаторно-приспособительного поведения при ходьбе невовлеченной в патогенез конечности у детей с гемиплегией в зависимости от возраста и ранее проводившихся хирургических вмешательств на трицепсе голени.

Материалы и методы. Локомоторные характеристики 78 детей до 16 лет со спастической гемиплегией и двигательными нарушениями, соответствующими уровням I–II по GMFCS (англ.: Gross Motor Function Classification System), сопоставлены с 77 здоровыми сверстниками. В зависимости от возраста и проведения операции удлинения трицепса голени все дети разделены на 6 групп. Кинематические данные регистрировали с помощью оптических камер Qualisys 7+ и динамометрических платформ KISTLER. Для анализа видеоматериала использовали программы QTM и Visual3D, для статистической обработки данных — программы Microsoft EXСEL-2013 и AtteStat 12.0.5.

Результаты. На невовлеченной конечности у детей со спастической гемиплегией наблюдали сгибательную установку в суставах ног, при этом кинематика её голеностопного сустава по сравнению со здоровыми сверстниками статистически значимо не отличалась. Кроме того, движения в суставах невовлеченной конечности у детей с гемиплегией статистически значимо осуществлялись с большими энергетическими затратами, особенно в коленных и тазобедренных суставах, в то время как мощностные характеристики в голеностопных суставах у них статистически значимо ниже, чем у здоровых сверстников.

Обсуждение. Статистически значимое повышение по сравнению с нормой и перераспределение мощностных локомоторных характеристик, а также увеличение по показателю GPS общей суммарной суставной кинематической вариативности невовлеченной в патогенез конечности подтверждают исключительно компенсаторный характер её поведения. О компенсаторном поведении свидетельствуют и увеличенные углы сгибания в суставах, и сагиттальный наклон таза, которые постурально устраняют разницу в длине ног. Ротационные установки таза и бедра, по-видимому, также служат для сохранения ориентации стопы.

Заключение. Компенсаторное поведение невовлеченной конечности у детей с гемиплегией при ходьбе проявляется в кинетической и кинематической активности. По сравнению с нормой статистически значимо перераспределяются мощностные локомоторные характеристики: мощностные показатели возрастают в коленном и тазобедренном суставах, но значимо снижаются в голеностопном. По показателю GPS значимо возрастает общая суммарная суставная кинематическая вариативность, а также для компенсации разновысокости ног увеличиваются углы сгибания в суставах и сагиттальный наклон таза. Процедура раннего хирургического удлинения трицепса голени не оказывала значимого влияния на двигательные характеристики невовлеченной конечности.

1. Liptak GS, Murphy NA; Council on Children With Disabilities. Providing a primary care medical home for children and youth with cerebral palsy. Pediatrics. 2011;128(5):e1321-1329. doi: 10.1542/peds.2011-1468.

2. Patel DR, Neelakantan M, Pandher K, Merrick J. Cerebral palsy in children: a clinical overview. Transl Pediatr. 2020;9(Suppl 1):S125-S135. doi: 10.21037/tp.2020.01.01.

3. Michael-Asalu A, Taylor G, Campbell H, Lelea LL, Kirby RS. Cerebral Palsy: Diagnosis, Epidemiology, Genetics, and Clinical Update. Adv Pediatr. 2019;66:189-208. doi: 10.1016/j.yapd.2019.04.002.

4. Mushta SM, King C, Goldsmith S, et al. Epidemiology of Cerebral Palsy among Children and Adolescents in Arabic-Speaking Countries: A Systematic Review and Meta-Analysis. Brain Sci. 2022 29;12(7):859. doi: 10.3390/brainsci12070859.

5. Gorter JW, Rosenbaum PL, Hanna SE, et al. Limb distribution, motor impairment, and functional classification of cerebral palsy. Dev Med Child Neurol. 2004;46(7):461-467. doi: 10.1017/s0012162204000763.

6. Palisano RJ, Hanna SE, Rosenbaum PL, et al. Validation of a model of gross motor function for children with cerebral palsy. Phys Ther. 2000;80(10):974-985. doi: 10.1093/ptj/80.10.974.

7. Winters TF Jr, Gage JR, Hicks R. Gait patterns in spastic hemiplegia in children and young adults. J Bone Joint Surg Am. 1987;69(3):437 441.

8. Rodda J, Graham HK. Classification of gait patterns in spastic hemiplegia and spastic diplegia: a basis for a management algorithm. Eur J Neurol. 2001;8 Suppl 5:98-108. doi: 10.1046/j.1468-1331.2001.00042.x.

9. Wagenaar RC, Beek WJ. Hemiplegic gait: a kinematic analysis using walking speed as a basis. J Biomech. 1992;25(9):1007-1015. doi: 10.1016/0021-9290(92)90036-z.

10. Eek MN, Zügner R, Stefansdottir I, Tranberg R. Kinematic gait pattern in children with cerebral palsy and leg length discrepancy: Effects of an extra sole. Gait Posture. 2017;55:150-156. doi: 10.1016/j.gaitpost.2017.04.022.

11. Salazar-Torres JJ, McDowell BC, Kerr C, Cosgrove AP. Pelvic kinematics and their relationship to gait type in hemiplegic cerebral palsy. Gait Posture. 2011;33(4):620-624. doi: 10.1016/j.gaitpost.2011.02.004.

12. Витензон А.С., Петрушанская К.А., Гриценко Г.П. и др. Биомеханическое и нейрофизиологическое обоснование применения фазовой электрической стимуляции мышц у детей с гемипаретической формой детского церебрального паралича. Российский журнал биомеханики. 2016;20(2):150-167. doi: 10.15593/RZhBiomeh/2016.2.05.

13. Park KB, Park H, Park BK, et al. Clinical and Gait Parameters Related to Pelvic Retraction in Patients with Spastic Hemiplegia. J Clin Med. 2019;8(5):679. doi: 10.3390/jcm8050679.

14. Wren TA, Lening C, Rethlefsen SA, Kay RM. Impact of gait analysis on correction of excessive hip internal rotation in ambulatory children with cerebral palsy: a randomized controlled trial. Dev Med Child Neurol. 2013;55(10):919-925. doi: 10.1111/dmcn.12184.

15. Hara R, Rethlefsen SA, Wren TAL, Kay RM. Predictors of Changes in Pelvic Rotation after Surgery with or without Femoral Derotational Osteotomy in Ambulatory Children with Cerebral Palsy. Bioengineering (Basel). 2023;10(10):1214. doi: 10.3390/bioengineering10101214.

16. Min JJ, Kwon SS, Kim KT, et al. Evaluation of factors affecting external tibial torsion in patients with cerebral palsy. BMC Musculoskelet Disord. 2021;22(1):684. doi: 10.1186/s12891-021-04570-5.

17. Riad J, Finnbogason T, Broström E. Anatomical and dynamic rotational alignment in spastic unilateral cerebral palsy. Gait Posture. 2020;81:153-158. doi: 10.1016/j.gaitpost.2020.07.010.

18. Joo S, Miller F. Abnormalities in the uninvolved foot in children with spastic hemiplegia. J Pediatr Orthop. 2012;32(6):605-608. doi: 10.1097/BPO.0b013e318263a245.

19. Yoon JA, Jung DH, Lee JS, et al. Factors associated with unaffected foot deformity in unilateral cerebral palsy. J Pediatr Orthop B. 2020;29(1):29-34. doi: 10.1097/BPB.0000000000000665.

20. Allen PE, Jenkinson A, Stephens MM, O'Brien T. Abnormalities in the uninvolved lower limb in children with spastic hemiplegia: the effect of actual and functional leg-length discrepancy. J Pediatr Orthop. 2000;20(1):88-92.

21. Reid LB, Rose SE, Boyd RN. Rehabilitation and neuroplasticity in children with unilateral cerebral palsy. Nat Rev Neurol. 2015;11(7):390 400. doi: 10.1038/nrneurol.2015.97.

22. Riad J, Haglund-Akerlind Y, Miller F. Classification of spastic hemiplegic cerebral palsy in children. J Pediatr Orthop. 2007;27(7):758 764. doi: 10.1097/BPO.0b013e3181558a15.

23. Pinzur M. S. Gait patterns in spastic hemiplegia in children and young adults J Bone Joint Surg Am. 1987;69(8):1304.

24. Cimolin V, Galli M, Tenore N, et al. Gait strategy of uninvolved limb in children with spastic hemiplegia. Eura Medicophys. 2007;43(3):303-10.

25. Corradin M, Schiavon R, Borgo A, et al. The effects of uninvolved side epiphysiodesis for limb length equalization in children with unilateral cerebral palsy: clinical evaluation with the Edinburgh visual gait score. Eur J Orthop Surg Traumatol. 2018;28(5):977-984. doi: 10.1007/s00590-017-2097-3.

26. Фатхулисламов Р.Р., Гатамов О.И., Мамедов У.Ф., Попков Д.А. Оценка состояния пациентов со спастическими формами церебрального паралича при переходе во взрослую сеть лечебно-профилактических учреждений: кросс-секционное исследование. Гений ортопедии. 2023;29(4):376-381. doi: 10.18019/1028-4427-2023-29-4-376-381.

27. Demirel M, Sağlam Y, Yıldırım AM, et al. Temporary Epiphysiodesis Using the Eight-Plate in the Management of Children with Leg Length Discrepancy: A Retrospective Case Series. Indian J Orthop. 2022;56(5):874-882. doi: 10.1007/s43465-021-00599-9.

28. Tirta M, Hjorth MH, Jepsen JF, et al. Are percutaneous epiphysiodesis and Phemister technique effective in the treatment of leglength discrepancy? A systematic review. J Pediatr Orthop B. 2024. doi: 10.1097/BPB.0000000000001160.

29. Liu XC, Fabry G, Molenaers G, et al. Kinematic and kinetic asymmetry in patients with leg-length discrepancy. J Pediatr Orthop. 1998;18(2):187-189.

30. Долганова Т.И., Попков Д.А., Долганов Д.В., Чибиров Г.М. Показатели кинетики локомоторных стереотипов у здоровых детей в различных скоростных диапазонах передвижения. Гений ортопедии. 2022;28(3):417-424. doi: 10.18019/1028-4427-2022-28-3-417-424.