Методология оценки ходьбы для выявления усталостных и декомпенсаторных механизмов работы опорно-двигательной системы у больных коксартрозом

Введение. Анализ походки является объективным инструментом оценки результатов лечения и функции костно-мышечной системы у пациентов с ортопедической патологией. Важным вопросом является запас прочности компенсаторных механизмов и появление усталостного компонента при повторных измерениях, который зависит от клинической ситуации.

Цель работы — разработать методологию оценки ходьбы для выявления усталостных и декомпенсаторных механизмов опорно-двигательной системы у больных коксартрозом, в том числе при наличии эндопротеза тазобедренного сустава на контралатеральной конечности.

Материалы и методы. В исследование включен 41 пациент с коксартрозом III–IV стадии по  Kellgren – Lawrence. Параметры ходьбы оценивали с помощью тренажера «Стэдис-Стэп» и пяти инерциальных сенсоров «Нейросенс» (ООО «Нейрософт», Иваново, Россия), фиксирующих пространственно-временные и кинематические характеристики движений в пояснично-крестцовом отделе, тазобедренных и коленных суставах, синхронизированных с циклом шага. Пациенты разделены на две группы по протоколу оценки параметров ходьбы: группа 1 (n = 26) — три серии по две минуты с перерывом не менее 20 минут; группа 2 (n = 15) — три серии по две минуты без перерыва, всего — шесть минут.

Результаты. Наличие отдыха не менее 20 минут достаточно для воспроизведения исходных параметров ходьбы. Параметры ходьбы (фаза максимального сгибания, период опоры и амплитуда движений) могут служить маркерами ранней диагностики усталостных и декомпенсаторных механизмов. Наличие эндопротеза тазобедренного сустава (ТБС) на контралатеральной стороне существенно влияет на параметры ходьбы. Обсуждение. Новые методы оценки ходьбы без перерывов позволяют выявлять особенности декомпенсации и усталостных процессов у пациентов с коксартрозом. Уменьшение амплитуды движений при кратковременной нагрузке свидетельствует о росте усталостных процессов даже за короткое время (шесть минут).

Заключение. Разработанная методология позволяет выявлять усталостные и декомпенсаторные механизмы опорно-двигательной системы у пациентов с коксартрозом, в том числе при наличии эндопротеза ТБС, что способствует ранней диагностике и повышению эффективности мониторинга и реабилитации.

1. Boekesteijn RJ, Smolders JMH, Busch VJJF, et al. Independent and sensitive gait parameters for objective evaluation in knee and hip osteoarthritis using wearable sensors. BMC Musculoskelet Disord. 2021;22(1):242. doi: 10.1186/s12891-021-04074-2.

2. Costa D, Lopes DG, Cruz EB, et al. Trajectories of physical function and quality of life in people with osteoarthritis: results from a 10 year population-based cohort. BMC Public Health. 2023;23(1):1407. doi: 10.1186/s12889-023-16167-9.

3. GBD 2021 Osteoarthritis Collaborators. Global, regional, and national burden of osteoarthritis, 1990-2020 and projections to 2050: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2021. Lancet Rheumatol. 2023;5(9):e508-e522. doi: 10.1016/S2665-9913(23)00163-7.

4. Джигкаев А.Х., Тынтерова А.М., Козенков И.И. и др. Клинико-функциональный и нейропсихологический статус пациентов, поступивших на эндопротезирование суставов. Гений ортопедии. 2024;30(5):659-669. doi: 10.18019/1028-4427-2024-30-5-659-669.

5. Удинцева М.Ю., Волокитина Е.А., Колотыгин Д.А., Кутепов С.М. Первичное и ревизионное эндопротезирование тазобедренного сустава с восполнением дефектов вертлужной впадины. Гений ортопедии. 2024;30(6):797-810. doi: 10.18019/1028-4427-2024-30-6-797-810.

6. Rivera RJ, Karasavvidis T, Pagan C, et al. Functional assessment in patients undergoing total hip arthroplasty. Bone Joint J. 2024;106- B(8):764-774. doi: 10.1302/0301-620X.106B8.BJJ-2024-0142.R1.

7. Bahadori S, Middleton RG, Wainwright TW. Using Gait Analysis to Evaluate Hip Replacement Outcomes-Its Current Use, and Proposed Future Importance: A Narrative Review. Healthcare (Basel). 2022;10(10):2018. doi: 10.3390/healthcare10102018.

8. Королева С.В. Технология объективной оценки двигательных нарушений в динамике реабилитации у больных травматолого-ортопедического профиля. Физическая и реабилитационная медицина. 2022;4(1):47-52. doi: 10.26211/2658-4522-2022-4-1-47-52.

9. Moseng T, Vliet Vlieland TPM, Battista S, et al. EULAR recommendations for the non-pharmacological core management of hip and knee osteoarthritis: 2023 update. Ann Rheum Dis. 2024;83(6):730-740. doi: 10.1136/ard-2023-225041.

10. Павлов В.В., Мушкачев Е.А., Тургунов Э.Н. и др. Альтернативный способ измерения параметров сагиттального баланса у пациентов в положении сидя и стоя. Гений ортопедии. 2024;30(3):362-371. doi: 10.18019/1028-4427-2024-30-3-362-371.

11. Скворцов Д.В. Диагностика двигательной патологии инструментальными методами: анализ походки, стабилометрия. М.: Науч.-мед. фирма МБН; 2007:617.

12. Скворцов Д.В., Королева С.В. Динамика параметров ходьбы в процессе реабилитации после тотального эндопротезирования коленного сустава. Научно-практическая ревматология. 2019;57(6):704-707. doi: 10.14412/1995-4484-2019-704-707.

13. Kobsar D, Masood Z, Khan H, et al. Wearable Inertial Sensors for Gait Analysis in Adults with Osteoarthritis-A Scoping Review. Sensors (Basel). 2020;20(24):7143. doi: 10.3390/s20247143.

14. Ibara T, Anan M, Karashima R, et al. Coordination Pattern of the Thigh, Pelvic, and Lumbar Movements during the Gait of Patients with Hip Osteoarthritis. J Healthc Eng. 2020;2020:9545825. doi: 10.1155/2020/9545825.

15. Ismailidis P, Nüesch C, Kaufmann M, et al. Measuring gait kinematics in patients with severe hip osteoarthritis using wearable sensors. Gait Posture. 2020;81:49-55. doi: 10.1016/j.gaitpost.2020.07.004.

16. Ismailidis P, Kaufmann M, Clauss M, et al. Kinematic changes in severe hip osteoarthritis measured at matched gait speeds. J Orthop Res. 2021;39(6):1253-1261. doi: 10.1002/jor.24858.

17. Homma D, Minato I, Imai N, et al. Three-dimensional evaluation of abnormal gait in patients with hip osteoarthritis. Acta Med Okayama. 2020;74(5):391-399. doi: 10.18926/AMO/60798.

18. Ghaffari A, Clasen PD, Boel RV, et al. Multivariable model for gait pattern differentiation in elderly patients with hip and knee osteoarthritis: A wearable sensor approach. Heliyon. 2024;10(17):e36825. doi: 10.1016/j.heliyon.2024.e36825.

19. Kobsar D, Charlton JM, Tse CTF, et al. Validity and reliability of wearable inertial sensors in healthy adult walking: a systematic review and meta-analysis. J Neuroeng Rehabil. 2020;17(1):62. doi: 10.1186/s12984-020-00685-3.

20. Rast FM, Labruyère R. Systematic review on the application of wearable inertial sensors to quantify everyday life motor activity in people with mobility impairments. J Neuroeng Rehabil. 2020;17(1):148. doi: 10.1186/s12984-020-00779-y.

21. Lee YJ, Wei MY, Chen YJ. Multiple inertial measurement unit combination and location for recognizing general, fatigue, and simulated fatigue gait. Gait Posture. 2022;96:330-337. doi: 10.1016/j.gaitpost.2022.06.011.

22. Gao Z, Zhu Y, Fang Y, et al. Automated recognition of asymmetric gait and fatigue gait using ground reaction force data. Front Physiol. 2023;14:1159668. doi: 10.3389/fphys.2023.1159668.

23. Ghidotti A, Regazzoni D, Rizzi C, et al. Applying Machine Learning to Gait Analysis Data for Hip Osteoarthritis Diagnosis. Stud Health Technol Inform. 2025;324:152-157. doi: 10.3233/SHTI250178.

24. Davis-Wilson H, Hoffman R, Cheuy V, et al. Gait compensations, pain, and functional performance during the six minute walk test in individuals with unilateral hip osteoarthritis. Clin Biomech (Bristol). 2024;120:106366. doi: 10.1016/j.clinbiomech.2024.106366.

25. Ritsuno Y, Morita M, Mukaino M, et al. Determinants of gait parameters in patients with severe hip osteoarthritis. Arch Phys Med Rehabil. 2024;105(2):343-351. doi: 10.1016/j.apmr.2023.08.021.

26. Hulet C, Hurwitz DE, Andriacchi TP, et al. Functional gait adaptations in patients with painful hip. Rev Chir Orthop Reparatrice Appar Mot. 2000;86(6):581-9. (In French)

27. Van Rossom S, Emmerzaal J, van der Straaten R, et al. The biomechanical fingerprint of hip and knee osteoarthritis patients during activities of daily living. Clin Biomech (Bristol). 2023;101:105858. doi: 10.1016/j.clinbiomech.2022.105858.

28. Aydemir B, Huang CH, Foucher KC. Gait speed and kinesiophobia explain physical activity level in adults with osteoarthritis: A crosssectional study. J Orthop Res. 2023;41(12):2629-2637. doi: 10.1002/jor.25624.

29. Maezawa K, Nozawa M, Gomi M, et al. Effect of limited range of motion of the hip joint and leg-length discrepancy on gait trajectory: an experiment to reproduce the asymmetric gait that occurs in patients with osteoarthritis of the hip joint. Hip Int. 2023;33(4):590 597. doi: 10.1177/11207000221102849.

30. Siebers HL, Eschweiler J, Quack VM, et al. Inertial measurement units for the detection of the effects of simulated leg length inequalities. J Orthop Surg Res. 2021;16(1):142. doi: 10.1186/s13018-021-02212-z.

31. Langley B, Page RM, Whelton C, et al. Do patients with well-functioning total hip arthroplasty achieve typical sagittal plane hip kinematics? A proof of concept study. Hip Int. 2023;33(2):247-253. doi: 10.1177/11207000211044471.