Особенности баланса вертикальной стойки при оценке эффективности двигательной реабилитации пациентов после эндопротезирования тазобедренных суставов

Введение. Баланс вертикальной стойки (БВС) является предиктором восстановления ходьбы, при этом его выполнение возможно в раннем послеоперационном периоде после эндопротезирования (ЭП) тазобедренных суставов (ТБС) для объективной оценки результатов лечения и реабилитации ортопедических больных. Актуальным остается поиск маркеров БВС в оценке эффективности двигательной реабилитации, в том числе ЭП одного (контралатерального) ТБС или обоих суставов.

Цель работы — установить особенности БВС при оценке эффективности двигательной реабилитации у больных коксартрозом после одно- и двустороннего ЭП ТБС.

Материалы и методы. Обследовано 40 больных коксартрозом III–IV ст.: группа 1 (n = 21) — одно ЭП контралатерального ТБС; группа 2 (n = 19) — ЭП ТБС с обеих сторон. БВС оценивали с использованием инерциального сенсора, установленного в проекции L_IV–L_V, с регистрацией угловых и спектральных показателей постуральных колебаний от вертикали во фронтальной и сагиттальной осях. Обследования проводили при поступлении пациента и при выписке после курса двигательной реабилитации в отделении стационарной медицинской реабилитации.

Результаты. В динамике стационарного этапа реабилитации в группе одностороннего ЭП ТБС улучшение БВС сопровождалось увеличением колебаний во фронтальной плоскости с уменьшением в сагиттальной, как проявление фронтальной нестабильности, в группе двустороннего ЭП ТБС — без увеличения девиаций по фронтальной оси с сохранением по сагиттальной. Предложены модели прогнозирования эффективности двигательной реабилитации.

Обсуждение. Объективные показатели БВС у больных коксартрозом при ЭП одного или обоих ТБС, полученные с использованием технологии инерциальных сенсоров, корректны в отражении состояния компенсаторных механизмов опорно-двигательной системы и позволяют выделить маркеры эффективности реабилитации и корректировать программы восстановления.

Заключение. При проведении двигательной реабилитации пациентов после ЭП ТБС следует учитывать, что ЭП с обеих сторон в меньшей степени дестабилизирует биомеханику ТБС, ограничивая избыточные колебания во фронтальной плоскости, но замедляет восстановление статокинетической устойчивости за счет проприоцептивной недостаточности.

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. Кубряк О. Стабилометрия, вертикальная поза человека в современных исследованиях. Обзор. М.: Литрес; 2022:88.

5. Pinto D, Pastene F, Godoy J, et al. Static Balance Characterization using a single IMU Located in the Lower Back: Preliminary Results. Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc. 2022;2022:1489-1492. doi: 10.1109/EMBC48229.2022.9870929.

6. Королева С.В., Львов С.Е., Григорьев Э.В. и др. Способ оценки степени напряжения компенсаторных механизмов при нарушении функции коленного сустава. Патент РФ на изобретение № 2325839. 10.06.2008, Бюл. № 16. Доступно по: https://www.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&DocNumber=2325839&TypeFile=html. Ссылка активна на 17.11.2025.

7. Mancini M, Salarian A, Carlson-Kuhta P, et al. ISway: a sensitive, valid and reliable measure of postural control. J Neuroeng Rehabil. 2012;9:59. doi: 10.1186/1743-0003-9-59.

8. Ivanenko Y, Gurfinkel VS. Human Postural Control. Front Neurosci. 2018;12:171. doi: 10.3389/fnins.2018.00171.

9. McAuley JH, Marsden CD. Physiological and pathological tremors and rhythmic central motor control. Brain. 2000;123 (Pt 8):1545-1567. doi: 10.1093/brain/123.8.1545.

10. Johnston W, O`Reilly M, Dolan K, et al. Objective Classification of Dynamic Balance Using a Single Wearable Sensor. In: Proceedings of the 4th International Congress on Sport Sciences Research and Technology Support (icSPORTS 2016). 2016:15-24. doi: 10.5220/0006079400150024.

11. Valenciano PJ, Conceição NR, Marcori AJ, Teixeira LA. Use of accelerometry to investigate standing and dynamic body balance in people with cerebral palsy: A systematic review. Gait Posture. 2022;96:357-364. doi: 10.1016/j.gaitpost.2022.06.017.

12. Pérez-López JF, Cano-de-la-Cuerda R, Ortiz-Gutiérrez RM. Accelerometry in the Functional Assessment of Balance in People with Stroke: A Systematic Review. J Clin Med. 2023;12(24):7701. doi: 10.3390/jcm12247701.

13. Abdollah V, Noamani A, Ralston J, et al. Effect of test duration and sensor location on the reliability of standing balance parameters derived using body-mounted accelerometers. Biomed Eng Online. 2024;23(1):2. doi: 10.1186/s12938-023-01196-7.

14. Королева С.В., Михайлов Д.В., Королёв П.В. Баланс равновесия с использованием технологии инерциальных сенсоров − методология и нормы. Современные проблемы науки и образования. 2024;(3). doi: 10.17513/spno.33439.

15. Волченко Д.В., Ахтямов И.Ф., Терсков А.Ю. и др. Краткосрочные результаты тотального эндопротезирования тазобедренного сустава у пациентов с анкилозирующим спондилоартритом (первичное сообщение). Гений ортопедии. 2021;27(1):38-42. doi: 10.18019/1028-44272021-27-1-38-42.

16. Сомов Д.А., Макарова М.Р., Майоров Е.А. и др. Особенности биомеханики ходьбы пациентов в раннем восстановительном периоде после эндопротезирования тазобедренного сустава. Вестник восстановительной медицины. 2024;23(4):38-46. doi: 10.38025/2078-1962-2024-23-4-38-46.

17. 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.

18. Tasca P, Salis F, Rosati S, et al. Estimating Gait Speed in the Real World With a Head-Worn Inertial Sensor. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng. 2025;33:858-867. doi: 10.1109/TNSRE.2025.3542568.

19. Bessone V, Höschele N, Schwirtz A, Seiberl W. Validation of a new inertial measurement unit system based on different dynamic movements for future in-field applications. Sports Biomech. 2022;21(6):685-700. doi: 10.1080/14763141.2019.1671486.

20. Bergamini E, Ligorio G, Summa A, et al. Estimating orientation using magnetic and inertial sensors and different sensor fusion approaches: accuracy assessment in manual and locomotion tasks. Sensors (Basel). 2014;14(10):18625-18649. doi: 10.3390/s141018625.

21. Александров А.В., Фролов А.А., Хорак Ф.Б. и др. Биомеханический анализ стратегий поддержания равновесия при вертикальном стоянии у человека. Российский журнал биомеханики. 2004;8(3):30-47.

22. Winter DA Human balance and posture control during standing and walking. Gait and posture. 1995;3(4):193-214. doi: 10.1016/0966-6362(96)82849-9.

23. Noaman DS. The Relation between Different body weights and Center of Pressure Displacement in adolescents during quiet standing: a review. Delta Univ Sci J. 2025;8(1):160-179.

24. Eltoukhy MA, Kuenze C, Oh J, Signorile JF. Validation of Static and Dynamic Balance Assessment Using Microsoft Kinect for Young and Elderly Populations. IEEE J Biomed Health Inform. 2018;22(1):147-153. doi: 10.1109/JBHI.2017.2686330.

25. Patel M, Pavic A, Goodwin VA. Wearable inertial sensors to measure gait and posture characteristic differences in older adult fallers and non-fallers: A scoping review. Gait Posture. 2020;76:110-121. doi: 10.1016/j.gaitpost.2019.10.039.

26. Li K J, Wong N LY, Law MC, et al. Reliability, Validity, and Identification Ability of a Commercialized Waist-Attached Inertial Measurement Unit (IMU) Sensor-Based System in Fall Risk Assessment of Older People. Biosensors (Basel). 2023;13(12):998. doi: 10.3390/bios13120998.

27. Yu X, Cai Y, Yang R et al. Revisiting sensor-based intelligent fall risk assessment for older people: A systematic review. Eng Appl Artif Intell. 2025;144:110176. doi: 10.1016/j.engappai.2025.110176.

28. Bayot M, Dujardin K, Tard C, et al. The interaction between cognition and motor control: A theoretical framework for dual-task interference effects on posture, gait initiation, gait and turning. Neurophysiol Clin. 2018;48(6):361-375. doi: 10.1016/j.neucli.2018.10.003.

29. Solomon AJ, Jacobs JV, Lomond KV, Henry SM. Detection of postural sway abnormalities by wireless inertial sensors in minimally disabled patients with multiple sclerosis: a case-control study. J Neuroeng Rehabil. 2015;12:74. doi: 10.1186/s12984-015-0066-9.

30. Mc Ardle R, Pratt S, Buckley C, et al. Balance Impairments as Differential Markers of Dementia Disease Subtype. Front Bioeng Biotechnol. 2021;9:639337. doi: 10.3389/fbioe.2021.639337.

31. Alessandrini M, Micarelli A, Viziano A, et al. Body-worn triaxial accelerometer coherence and reliability related to static posturography in unilateral vestibular failure. Acta Otorhinolaryngol Ital. 2017;37(3):231-236. doi: 10.14639/0392-100X-1334.

32. Hansen C, Beckbauer M, Romijnders R, et al. Reliability of IMU-Derived Static Balance Parameters in Neurological Diseases. Int J Environ Res Public Health. 2021;18(7):3644. doi: 10.3390/ijerph18073644.

33. Lugade V, Klausmeier V, Jewett B, et al. Short-term recovery of balance control after total hip arthroplasty. Clin Orthop Relat Res. 2008;466(12):3051-3058. doi: 10.1007/s11999-008-0488-9.