Клиническая биомеханика является одним из разделов медицинской биомеханики. Еще в 1929 г. Н.А. Бернштейн в статье “Клинические пути современной биомеханики” наметил основные задачи и перспективы биомеханических исследований в клинике, показав их значимость для понимания вопросов патогенеза различных нарушений опорно-двигательного аппарата. В этом случае биомеханика остается в рамках научных исследований, которые без сомнения вносят значительный вклад в развитии ортопедических знаний, воплощая в жизнь крылатое определение сформулированное М. И.  Ситенко “Биомеханика — философия ортопедического мышления”

В нашем понимании  определение клинической биомеханики помимо изучения вопросов патогенеза должно включать и применение биомеханических методов для диагностики, обоснования выбора метода лечения и оценки полученных результатов, являться обязательным методом обследования в повседневной клинической практики ортопедических отделений.

Исходя из этого, можно с уверенностью сказать, что клиническая биомеханика  давно нашла свое достойное место среди методов исследования позвоночника и  используется в повседневной работе вертебрологов, Достаточно вспомнить, что предложенная В. Д. Чаклиным классификация сколиотической деформации основана на количественной оценке углового взаиморасположения пограничных позвонков дуги.

Необходимость получения данных о  форме позвоночника без использования рентгенограмм привела к появлению методики ортогональной обрисовки. Были предложены различного рода ортографы, диаптографы, контурографы, сколиографы, кивосколиозометры. Эта же методика позволяла исследовать и подвижность позвоночника. (О.В. Недригайлов 1930 г., Л.П. Николаев1937-47 г,, O. Bohne 1928 г.) К сожалению, многие подобного рода приборы из-за своей громоздкости не стали обязательными методами, используемых в повседневной клинической практике.

Предлагавшийся метод изучения деформаций позвоночника путем  изготовление слепков туловища больного так же не нашел своего широкого клинического использования.

Динамометрия мышц туловища из-за своей малой информативности не вызывала большого интереса у  клиницистов.

Разработка методов определения центра тяжести тела человека и нарушения походки на заре своего развития была в основном связана с анализом нарушений, вызванных патологией конечностей. (Г. С. Козырев 1939-63г.) Уровень информативности и технического исполнения этих методик соответствовал уровню развития науки и техники того времени.

В последующем с целью количественной оценки деформаций позвоночника были предложены различные методики расчерчивания  спондилограмм  (Fergysson (1930),   J. R.Cobb 1958 г.,   Г.К.  Масловский 1958 г.,  Э. Косинко 1962 г.,  Е..А. Абальмасова 1964 г., И.З. Нейман 1969 г.

A.Beck и J. Killus (1975) опубликовали данные о пространственном положении  позвоночника,  полученные  с  помощью  статистико — математических  методов.  Хотя эти данные и представляют большой  теоретический  интерес,  но  в клинической практике они не нашли своего применения так же как и ряд инвазивных методик количественной оценки функционального состояния двигательных сегментов позвоночника – внутридисковое давление и ротационная подвижость in vivo. (Я. Л. Цивьян, В. Е. Райхинштейн 1977 г.; М.Т. Атааманенко, Я. Л. Цивьян, В. Е. Райхинштейн 1975г.)

По мере нарастания темпов развития научно-технической революции, появления доступной, быстродействующей компьютерной техники многие методы исследования продолжают совершенствоваться. Стали появляться и новые методики, применимые в повседневной клинической практике, позволяющие расширить наши знания в области вертебрологии и с новых позиций обосновывать выбор метода лечения и оценивать результаты лечения различных вариантов патологии позвоночника. (Д.И. Глазырин и Л.И. Мякотина 1978г.; М. И. Митбрейт и В. Е. Беленький 1975 г.; А.В. Гладков 1983, 1988, 1991 г.)

Биомеханические методы исследования, получившие в настоящее время наибольшее распространение в клинической практике вертебролога могут быть представлены следующим образом:

Статические

  • Антропометрия — проведение измерений с использованием опознавательных точек тела пациента.
  • Фотограмметрия — проведение измерений на фотографии пациента, выполненной на фоне сетки с сантиметровыми делениями.
  • Оптическая топография — метод компьютерной обработки и анализа поверхности туловища пациента.
  • Цифровая рентгенография —  проведение измерений по рентгенографическому отображению скелета человека.
  • Динамометрия —  определение суммарных силовых характеристик функции мышечных групп.
  • Стабилометрия – определение пространственных, временных и частотных характеристик перемещения проекции центра давления на площадь опоры в основной стойке.

Кинезиологические

  • Подометрия — регистрация и анализ временных характеристик шага по четырем функционально нагружаемых областям стопы: пяточная, головки пятой и первой плюсневых костей, основание первого пальца. Характеристика перекатов стопы.
  • Функциональная гониометрия — одновременная синхронная регистрацией движений в шести крупных суставах конечностей в трех плоскостях, а так же шейного, грудного и поясничного отделов позвоночника.
  • Поверхностная динамическая миография — регистрация  миопотенциаловпо при ходьбе синхронно с остальными методами.
  • Динамическая реакций опоры – определение силовых характеристик опорного периода конечности при ходьбе по трем плоскостям.
  • Ихнография — определение пространственных характеристик шага.

Следуя по пути совершенствования методов клинической биомеханики, нами разработан и повседневно используется кинематический анализ формы и положения позвоночника, позволивший предложить классификации спондилолистеза, болезни Шойермана, болезни Бехтерева, поясничного остеохондроза, врожденных кифозов, основанные на количественных характеристиках деформаций.

Этот анализ позволил нам разработать методики компьютерной диагностики, оценки результатов лечения, а так же изучить вопросы механогенеза деформаций при этих патологических состояния позвоночника.

Совершенствуя методику ортогональной обрисовки нами совместно с фирмой «МБН» разработан программно-аппаратный комплекс, позволяющий получать количественные характеристики формы и положения позвоночника в пространстве, как в основной стойке, так и в крайних функциональных положениях, что открывает новые перспективы в изучении физиологии и патологии позвоночника.

Комплексная оценка локомоций человека в режиме реального времени, как интегрального показателя функционального состояния центрального звена опроно-двигательного аппарата – позвоночника является весьма перспективным методом клинической биомеханики. Аппаратное обеспечение этих методик весьма разнообразно и каждое имеет свои преимущества и недостатки.

На основе научных биомеханических исследований появляются новые методы коррекции движений при ряде патологических состояниях позвоночника применимых в повседневной клинической практике. (А.С. Витензон 1999г.)

Дальнейшее совершенствование методов клинической биомеханики и широкое их использование в повседневной практике вертебролога должно идти по пути  повышения точности регистрации параметров, автоматизация способов получения информации, стандартизации методов исследования, создания экспертных систем, разработки адекватных, предметно-ориентированных математических моделей позвоночника и снижения стоимости оборудования.

В этом направлении уже делаются определенные шаги. В частности фирмой «ARGOS» предпринимаются попытки создания трехмерной модели позвоночника на основе визуализации рентгенографического изображения позвоночника конкретного пациента, которая позволит им прогнозировать результаты корригирующих воздействий.

Но многие задачи еще ждут своего решения. Создаваемые модели позвоночника должны быть максимально приближены к реальному объекту за счет учета и воссоздания особенностей строения отдельных элементов позвонков и их связей между собой.

Эти модели должны давать ясное представление о дальнейшем течении деформации и прогнозировать реальные результаты различных корригирующих воздействий

Создание такой сложной многофункциональной модели может идти по пути моделирования отдельных функций каждого двигательного сегмента позвоночника

Решение этих задач будет продвигаться вперед по мере накопления клинических и экспериментальных данных, а так же появления новых возможностей в области программирования.

Yesterday, Today and Tomorrow

of Clinical Biomechanic of the Spine

A.V. Gladkov

Research Institute of Traumatology and Orthopaedics, Novosibirsk, Russia

Summary. History of clinical biomechanic methods applicable to spine pathology study and priority directions of further investigations in this field are discussed.