Прогнозирование применительно к различным заболеваниям и состояниям относится к числу наиболее актуальных проблем современной профилактической и клинической медицины, так как оно позволяет определить факторы, имеющие большое значение для определения вероятности возникновения таких исходов, как инвалидизация и смерть.
Прогнозирование рассматривается как вид познавательной деятельности человека, направленный на формулирование прогнозов развития определенного объекта на основе анализа его состояния в прошлом и настоящем.
По Р.М. Баевскому [1] основная цель прогнозирования заключается в уменьшении неопределенности будущего. Прогнозирование в области медицины является трудноразрешимой задачей, поскольку уровень наших знаний не позволяет полностью учесть все внутренние и внешние факторы, воздействующие на организм и построить однозначные зависимости этих факторов с основными функциональными показателями. Однако, использование количественных показателей при разработке прогнозов создает более благоприятные условия.
В клинической практике прогноз при уже диагностированном заболевании включает ряд аспектов. Во-первых, прогноз обычного течения заболевания, который может быть проанализирован с помощью набора клинического материала и представлен в виде классификации. Во-вторых, прогноз для конкретного случая, где учитываются характеристики пациента и особенности течения заболевания. В-третьих, прогнозирование способности работать по специальности, поддерживать взаимоотношения с семьей и друзьями и т.д. Проще говоря, прогнозирование исхода болезни и вероятность возникновения осложнений. Процесс разработки прогнозов независимо от объекта прогнозирования включает несколько этапов.
Первый этап состоит из анализа объекта, и заключается в определении целей и задач прогнозирования, нахождении способов адекватного описания объекта по ряду признаков и представлении его в виде модели, наиболее соответствующей задачам прогнозирования. Должны быть учтены внешние связи, которые воздействуют на объект прогноза, получены сведения, необходимые для выбора методов прогнозирования. Второй этап направлен на определение как можно большего числа отличительных признаков объекта. На заключительном этапе осуществляется верификация прогноза.
Одной из областей травматологии и ортопедии, в которой к настоящему времени достаточно полно применимы методы прогнозирования, является патология позвоночника.
Для соблюдения правил формирования прогноза мы использовали данные рентгенологического обследования пациентов с различной патологией позвоночника для получения количественных характеристик формы и ориентации позвоночника [5] и на их основе разработали классификации различных видов деформаций позвоночника [2-8], создали базовую параметрическую кинематическую модель позвоночника [9], разработали алгоритмы моделирования первичной деформации и ответных компенсаторных механизмов.
На заключительном этапе для доказательства правильности выбранных нами подходов путем сравнения результатов, полученных экспериментальным путем с реально существующими ситуациями и клиническими наблюдениями.
В предыдущей публикации [9] на страницах этого журнала мы представили подробное описание разработанной нами прогностической кинематической модели позвоночника. Адекватность предложенной модели может быть доказана путем сравнения результатов, полученных экспериментальным путем с реально существующими ситуациями и клиническими наблюдениями.
Нами проведены эксперименты, позволяющие оценить форму и ориентацию позвоночника, как при различных его функциональных состояниях, так и при моделировании различных видов патологии позвоночника.
В этих экспериментах было подтверждено, что изолированное сгибание в шейном отделе позвоночника не приводит к нарушению баланса туловища и не вызывает необходимости включения суставов нижних конечностей для его поддержания, что легко проверяется на практике. При этом виде движения положение хорды шейной дуги составило 42°, а центральный угол сформировавшейся кифотической шейной дуги составил 29°.
Изолированное сгибание в грудном отделе позвоночника в пределах функциональных возможностей так же не нарушает вертикальный баланс туловища. В этом положении угол наклона общей оси туловища достигает 14°, а центральный угол грудной дуги увеличился с 51° до 94°.
Изолированное сгибание в поясничном отделе позвоночника приводит к наклону общей оси туловища вперед на 40°, а центральный угол кифозированной поясничной дуги составляет 17°.
При совместном сгибании грудного и поясничного отделов позвоночника перемещение общей оси туловища (от Th1 до L5) составило 60°. Эта ситуация не позволяет завязать шнурки ботинок без дополнительного сгибания в коленных суставах, что хорошо известно пациентам с анкилозированным тазобедренным суставом.
Таким образом, воспроизведя с помощью модели определенные нами функциональные возможности двигательных сегментов позвоночника, мы пришли к заключению, что они вносят весьма скромный вклад (30%) в изменение формы и ориентации туловища человека и не приводят к смещению проекции центра массы за пределы площади опоры. Рис.1.
Рис.1 Моделирование формы и ориентация туловища при реализации
функциональных возможностей сгибания в двигательных сегментах
позвоночника. Фрагмент экрана.
Иные результаты были получены при подключении функциональных возможностей тазобедренных суставов, что вполне соответствует имеющихся наблюдениям из практики. (Рис. 2)
 |
 |
Рис. 2. Моделирование физиологических возможностей сгибания
позвоночника и тазобедренных суставов. Фрагмент экрана.
Для реализации позы представленной на рис. 3 потребовалось не увеличение параметров гибкости позвоночника, а увеличение амплитуды сгибания в тазобедренных суставах до 120°.
 |
 |
Рис. 3 Моделирование пограничных возможностей сгибания
позвоночника и тазобедренных суставов. Фрагмент экрана.
Достижение подобной гибкости требует от спортсменов и артистов постоянного выполнения упражнений, направленных на максимальное растяжение мышц и связочного аппарата, которые и регламентируют амплитуду движений в сочленениях человека.
При отсутствии подвижности в одном или двух сегментах в грудном или поясничном отделах позвоночника (спондилодез, застарелое повреждение позвоночника, врожденная конкресценция позвонков) внешний эффект движения туловища изменяется незначительно, и компенсируется сгибанием в тазобедренных суставах, что подтверждается многочисленными клиническими наблюдениями. В отличие от этого выключение одного двигательного сегмента в шейном отделе позвоночника дает зримый эффект ограничения движений головы. Это можно объяснить меньшей длинной шейного отдела и большой амплитудой движений в шейных сегментах.
При исключении грудного и поясничного отделов позвоночника из процесса сгибания (протяженный спондилодез, центральная форма анкилозирующего спондилоартрита) рабочая амплитуда перемещения туловища реализуется за счет сгибания в тазобедренных суставах на угол 120°, что не выходит за рамки их физиологических возможностей. При этом поясничный отдел позвоночника занимает горизонтальное положение.
При осуществлении сгибания в тазобедренных суставах на угол 30°, в действие вступает голеностопная стратегия баланса туловища в виде сгибания в голеностопных суставах. Рис.5
Рис. 5. Моделирование возможности сгибания тела человека
без участия грудного и поясничного отделов позвоночника.
Данное положение легко проверить, попытавшись совершить полноценный наклон вперед при плотном контакте спины и пяток со стеной.
Реализация функции разгибания позвоночника в пределах первоначально заложенных значений характеризуется параметрами, представленными в таблице 1.
Таблица 1
Значение параметров формы и ориентации позвоночника
в зависимости от разгибания в отделе позвоночника.
| Физиологическое разгибание в сегментах отдела позвоночника |
Наклон хорды дуги отдела |
Центральный угол дуги отдела |
Угол наклона туловища Ось Th1-L5 |
| Шейный | -46° | -75° | -6° |
| Грудной | -35° | 14° | -26.5 |
| Поясничный | -53° | -80° | -46° |
| Грудной + поясничный | — | — | 74.5° |
Моделирование функции разгибания тела человека выявило, что изолированное разгибание в шейном и грудном отделах позвоночника не приводит к выходу проекции центра массы туловища за пределы площади опоры. Эта ситуация наступает лишь при изолированном разгибании в поясничном отделе или тазобедренных суставах. В этой ситуации реализуется голеностопная стратегия баланса в виде разгибания в голеностопных суставах, что смещает ОЦМ вперед. Воспроизводимые результаты моделирования не выходили за пределы клинических наблюдений. Рис. 6
Рис. 6. Моделирование формы и ориентации позвоночника при
разгибании с участием тазобедренных суставов.
Для воспроизведения позы на рис. 7 пришлось увеличить исходную амплитуду разгибания в сегментах поясничного и нижнегрудного отделов позвоночника в полтора раза.
 |
 |
Рис.7. Моделирование пограничных возможностей разгибания
позвоночника и тазобедренных суставов. Фрагмент экрана.
Попытки достичь аналогичного результата за счет переразгибания в тазобедренных суставах не позволили достичь внешнего сходства смоделированной позы с реальным наблюдением.
Боковые наклоны позвоночника во фронтальной плоскости в физиологических пределах ( наклон оси туловища составил ***° в каждую из сторон) не приводят к утрате ортостатического положения тела человека и не требуют компенсаторных реакций со стороны суставов нижних конечностей, что соответствует клиническим наблюдениям.
Таким образом, создание адекватных функциональных ситуаций с помощью модели позволяет использовать ее для моделирования патологических состояний позвоночника, которые будут представлены в последующих публикациях.
А. В. Гладков, д-р мед. Наук,В. В. Комиссаров, канд физ.-мат. наук
Литература
- Баевский Р.М. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии / Р.М. Баевский. – М., Медицина, 1979. – 298 с.
- Гладков А. В. Биомеханическая классификация флексионных деформаций при болезни Бехтерева. Патология позвоночника. Санкт-Петербург, стр. 93-99
- Гладков А. В. , Коржавин Г.М. Биомеханическая оценка деформаций при болезни Шойерман-Мау. Патология позвоночника. Санкт-Петербург, 1992. стр. 84-94
- Гладков А. В. Пронских И.В. Геометрия позвоночного столба. Актуальные вопросы вертебрологии Л.- 1988 стр.114—116
- Гладков А. В., Рерих В.В. Клинико-биомеханическая оценка позвоночника при истинном спондилолистезе L4 позвонка. VII съезд травматологов-ортопедов России. Тезисы докладов. Том 1 Новосибирск, 2002. стр.193
- Гладков А. В. Рерих В.В. Биомеханическая оценка позвоночника при истинном спондилолистезе L5 позвонка. VII съезд травматологов-ортопедов России. Тезисы докладов. Том 1 Новосибирск, 2002 стр. 191-192
- Гладков А. В., Симонович А.Е. Особенности биомеханических нарушений при поясничном остеохондрозе. VII съезд травматологов-ортопедов России. Тезисы докладов. Том 1 Новосибирск, 2002. стр. 193-194
- Гладков А. В. Ханаев А. Л. Механогенез врожденных кифозов грудо-поясничной локализации.VII съезд травматологов-ортопедов России. Тезисы докладов. Том 1 Новосибирск 2002 стр.172-173
- Гладков А.В., Комиссаров В. В. Прогностическая кинематическая модель позвоночника. Инновации в жизнь № 3, 2016, стр. 63-77.