Physical factors in medical rehabilitation of children with damage to the capsulal-ligating apparatus of the knee joint

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Патология коленного сустава у детей является актуальной проблемой в детской травматологии, ортопедии и педиатрии. Частота повреждений коленного сустава определяется сложностью его строения, особенностями биомеханики с высокой вероятностью перегрузки. Внутрисуставные повреждения у детей и подростков, составляя до 7% в структуре стационарной патологии, являются причиной выраженных функциональных нарушений нижней конечности, а также риска развития посттравматического остеоартроза [1–4]. В настоящее время установлено, что любая травма внутрисуставных структур коленного сустава вызывает воспалительную реакцию со стороны синовиальной оболочки.

ТРАВМАТОЛОГО-ОРТОПЕДИЧЕСКАЯ ПОМОЩЬ: ПЕРСОНИФИЦИРОВАННЫЙ ПОДХОД К ДИАГНОСТИКЕ И ТАКТИКЕ ВЕДЕНИЯ ПАЦИЕНТА

Повреждения коленных суставов у детей требуют тщательного персонифицированного подхода как к диагностике, так и выбору тактики ведения пациента ввиду многообразия видов травм, особенностей клинических проявлений у детей.

В последние годы существенно возрос уровень травматолого-ортопедической помощи детям. Широкое применение артроскопии значительно повышает качество и эффективность как диагностического процесса, так и оперативного лечения. Но как бы виртуозно ни была проведена операция, полное восстановление функции повреждённой конечности возможно лишь при проведении этапной медицинской реабилитации.

Каскад биомеханических нарушений, психологические изменения после травмы, высокий риск развития хронических и рецидивирующих синовитов определяют необходимость оптимизации программ медицинской реабилитации для детей с травмой коленного сустава с учётом комплексной реакции сустава на травматическое воздействие, результатов оценки функционального состояния конечности в целом с применением специального обследования [2, 5–7].

В настоящее время разработан широкий спектр немедикаментозных технологий медицинской реабилитации в педиатрии, которые находят своё применение и в медицинской реабилитации детей с травмой коленного сустава. Изучены дифференцированные подходы к назначению физиотерапии в раннем послеоперационном периоде у детей с повреждением капсульно-связочного аппарата коленного сустава. Вместе с тем недостаточно научно обоснованных рекомендаций по медицинской реабилитации таких детей в постиммобилизационном периоде.

Развитие микроциркуляторных нарушений в ответ на любую травму коленного сустава, высокий риск развития хронических посттравматических синовитов является патогенетическим основанием для разработки новых эффективных технологий медицинской реабилитации в послеоперационном периоде [5, 8, 9].

Криотерапия

Криотерапия является фактором выбора, когда в задачи медицинской реабилитации входят снятие боли, уменьшение воспалительного отёка и ликвидация мышечного спазма. Данные литературы свидетельствуют об антигипоксическом, гемостатическом и репаративном действии холода. Местное холодовое воздействие приводит к локальному замедлению обменных процессов в охлаждённых тканях, снижению потребности и потребления ими кислорода. Криотерапия способствует быстрому подавлению активности воспалительного процесса, одновременно стимулируя процессы регенерации. Противовоспалительное действие тесно связано с анальгетическим эффектом, развивающимся вследствие блокирования болевых рецепторов кожи и аксон-рефлексов, нормализации антидромной возбудимости нейронов спинного мозга, участия эндогенных опиоидов, а также улучшения сосудистого тонуса [10, 11].

Оборудование для локальной воздушной криотерапии генерирует поток холодного воздуха температурой от -30ºС до -60ºС, осушенного при помощи специальных фильтров. Сухой холодный воздух, в отличие от других хладагентов, позволяет избежать обморожений вследствие отсутствия давления на ткани, кратковременности воздействия; обладает более выраженным миорелаксирующим и анальгетическим эффектом; исключает повреждения и микротравмы кожи; позволяет воздействовать на участки с повреждением целостности кожных покровов, не доступные для других хладагентов.

Результаты ранее проведённых исследований свидетельствуют об эффективности применения локальной воздушной криотерапии (-30ºС) при травмах коленного сустава у детей, характеризующейся купированием посттравматического отёка и болевого синдрома [11].

Импульсная низкочастотная магнитотерапия

Действие магнитных полей на организм человека изучено к настоящему времени достаточно подробно. В практической медицине используются биотропные и силовые свойства различных искусственных источников магнитного поля, применяемых для профилактики, лечения и реабилитации. Одной из последних разработок отечественного приборного завода является аппарат «Алмаг+», обеспечивающий воздействие низкочастотным низкоинтенсивным бегущим и неподвижным импульсным магнитным полем на тело пациента.

По результатам специальных исследований установлено, что под воздействием импульсной низкочастотной магнитотерапии у детей с повреждением капсульно-связочного аппарата коленного сустава положительный эффект наблюдался уже после 2–3-й процедуры, что проявлялось улучшением общего состояния за счёт уменьшения боли и мышечной релаксации в области травмы, улучшением настроения и сна. При оценке болевого синдрома с использованием сенсорно-аналоговой шкалы интенсивность боли снизилась у пациентов основной группы с 4,38±0,05 до 1,12±0,13 (р <0,05). В группе детей, получавших процедуры плацебо, динамика болевого синдрома была менее выраженной.

Исследование капиллярного кровотока методом лазерной допплеровской флоуметрии позволило установить более благоприятную динамику уровня перфузии тканей у детей, получивших курс низкочастотной импульсной магнитной терапии. Значение показателя микроциркуляции в динамике достоверно приближалось к нормальным значениям как при гиперемически-застойном (с 18,6±1,14 до 11,6±0,74 пф.ед., где пф.ед. ― перфузионная единица; р <0,05), так и спастическом (с 5,1±0,35 до 8,4±1,12 пф.ед.; р <0,05) типе микроциркуляции, при этом частота регистрации нормоциркуляторного типа микроциркуляции увеличилась в 3,2 раза при одновременном сокращении частоты регистрации неблагоприятных типов микроциркуляции (в 2,5 и 2 раза при гиперемически-застойном и спастическом типе микроциркуляции соответственно). Значение показателя микроциркуляции (среднего потока крови в микроциркуляторном русле, М, пф.ед.) в динамике достоверно приближалось к нормальным значениям как при гиперемически-застойном, так и спастическом типе микроциркуляции. Анализ показателей микроциркуляции по данным лазерной допплеровской флоуметрии у детей группы сравнения выявил увеличение частоты регистрации нормоциркуляторного типа микроциркуляции лишь в 1,2 раза.

В раннем постиммобилизационном периоде перспективно применение импульсного низкочастотного электростатического поля, генерируемого с помощью аппарата «Элгос», обладающего спазмолитическим, лимфодренажным, трофико-регенерирующим действием и оказывающего благоприятное влияние на тонус мышц. Импульсное низкочастотное электростатическое поле широко применяется при различных травматических повреждениях у взрослых пациентов, при этом возможность его применения у детей с повреждением капсульно-связочного аппарата коленного сустава до настоящего времени не изучалась.

Генерируемое аппаратом и создаваемое между рукой медицинского работника и поверхностью тела пациента переменное электростатическое поле способствует появлению различной степени выраженности вибрации в тканях, распространяющейся на значительную глубину. При использовании низкочастотной электростатической терапии воздействие происходит как на кожу, подкожно-жировую клетчатку и соединительную ткань, так и на сосудистую сеть и нервно-мышечные структуры. Указанные колебательные процессы в поверхностных и глубокорасположенных тканях оказывают обезболивающее, антиспастическое и противоотёчное действие, улучшают трофику тканей и усиливают регенераторные процессы в них, что повышает эффективность приёмов ручного массажа, способствует усилению локальной гемодинамики и лимфообращения. Непосредственный механизм биологического действия данного метода заключается в возникновении возвратно-поступательных колебаний всей толщи подлежащих тканей тела пациента («глубокая осцилляция тканей»), находящихся под рукой медицинского работника (аппликатором), преимущественно в сагиттальном направлении. Эти ритмически возникающие колебания (смещения) тканей в зависимости от своей частоты, интенсивности и длительности способны оказывать влияние на нервно-рецепторный аппарат, локально расположенные кровеносные и лимфатические сосуды, регулировать тонус мышц [12–14].

Роботизированная механотерапия

Перспективным направлением современной физиотерапии является разработка сочетанных и комплексных воздействий различных физических факторов с целью оптимизации программ реабилитации и повышения эффективности лечения. Данные об эффективности применения высокотехнологического оборудования для роботизированной механотерапии при переломах костей у детей (раннее восстановление амплитуды движений в суставах повреждённой конечности, противоотёчное, дефиброзирующее, трофическое действие) послужили основанием для её комплексного применения с импульсным низкочастотным электростатическим полем при повреждениях капсульно-связочного аппарата коленного сустава у детей.

CPM-терапия (от англ. Continuous Passive Motion) является современным методом лечения последствий травматического повреждения конечностей, относящимся к роботизированной кинезитерапии, представляющим собой метод непрерывных пассивных движений на моторизированных аппаратах, направленный на восстановление подвижности суставов после хирургического вмешательства.

В основе патогенетических механизмов последствий травм лежат главным образом нарушения афферентной импульсации от иммобилизованной конечности, запускающие процессы функциональной моторной денервации, функциональные и морфологические изменения в мышцах и суставах иммобилизованной конечности. В основе этих изменений лежит и локальное влияние самой травмы, непосредственно повреждающей мышечную и сухожильную ткань, нарушающей функцию рецептивных полей конечности.

Основным действующим фактором роботизированной механотерапии является улучшение кровоснабжения в зоне патологически изменённых тканей. Действие роботизированной кинезитерапии направлено, прежде всего, на активацию обменно-трофических процессов в зоне травмы; восстановление амплитуды движений в суставах больного сегмента; восстановление мышечной массы и тонуса мышц повреждённой конечности. Восстановление подвижности изолированного сустава достигается за счёт дозированного растяжения окружающих сустав тканей в условиях мышечного расслабления.

Преимуществом СРМ-терапии, определяющим перспективность её применения в педиатрии, являются безболезненность осуществляемых механических воздействий и, соответственно, возможность проведения систематических и длительных процедур. Сокращение сроков медицинской реабилитации под воздействием СРМ-терапии способствует раннему восстановлению функциональных резервов детского организма, улучшению психологического статуса ребёнка [8, 15, 16].

В открытом рандомизированном проспективном сравнительном клиническом исследовании 60 детей в возрасте 13–17 лет с повреждением капсульно-связочного аппарата коленного сустава, получивших артроскопические операции в раннем постиммобилизационном периоде, были разделены на две группы по 30 человек: дети 1-й (основной) группы получали комплексное воздействие физических факторов (последовательное применение импульсного низкочастотного электростатического поля на область нижней конечности, роботизированной механотерапии и лечебной физкультуры); пациенты 2-й группы (сравнения) ― воздействие импульсного низкочастотного электростатического поля. Дети обеих групп получали комплекс лечебной гимнастики. По результатам исследования в обеих группах установлена положительная динамика клинических симптомов уже после 2–3-й процедуры в виде улучшения общего состояния за счёт уменьшения боли (с 1,98±0,01 до 1,56±0,1 и с 1,84±0,02 до 1,65±0,21 балла в группах 1 и 2 соответственно; р >0,05), мышечной релаксации в области травмы, улучшения настроения и сна. К концу курса зарегистрировано достоверно более выраженное снижение интенсивности боли у пациентов 1-й (основной) группы под влиянием комплексного применения импульсного низкочастотного электростатического поля и роботизированной механотерапии (с 1,82±0,02 до 0,04±0,002 балла; р <0,05) по сравнению с группой сравнения, получавшей импульсное низкочастотное электростатическое поле (с 1,98±0,01 до 0,25±0,001 балла; р <0,05). Результаты динамической гониометрии свидетельствовали о достоверно более значимом увеличении амплитуды движений в коленном суставе у детей под влиянием комплексного применения физических факторов. Уменьшение дефицита мышечной массы бедра отмечалось в обеих группах, без существенной разницы в показателях. Ранний регресс болевого синдрома, восстановление амплитуды движения в повреждённом суставе способствовало постепенному увеличению показателя мышечной силы (Medical Research Council Scale, 1984) ― с 2,1±0,12 до 4,1±0,23 балла (р <0,05) и с 2,1±0,13 до 2,6±0,93 балла (р >0,05) в группах 1 и 2 соответственно. Важным методом оценки посттравматических воспалительных изменений мягких тканей сустава, эффективности проводимых реабилитационных мероприятий является ультразвуковое исследование, данные которого свидетельствовали о нивелировании признаков воспаления в области коленного сустава у детей, более выраженные в группе комплексного применения физических факторов. Так, в основной группе после курса лечения наличие жидкости в полости сустава отмечалось только в 13,3% случаев, при этом отёчность мягких тканей, утолщение синовиальной оболочки; неоднородность структуры, нечёткость контуров менисков регистрировались лишь в 6,6% случаев. В группе сравнения отмечалась менее выраженная положительная динамика. Противовоспалительный эффект комплексного применения импульсного низкочастотного электростатического поля и роботизированной механотерапии подтверждался и данными термографии с использованием термографа с компьютерной диагностической системой, показатели которой свидетельствовали об устранении термоасимметрии параартикулярных тканей повреждённого и симметричного суставов за счёт снижения температуры в области повреждения. Регресс болевого синдрома, улучшение функционального состояния организма ребёнка сопровождалось улучшением психоэмоционального состояния детей в виде достоверного снижения уровня ситуативной тревожности в обеих группах (с 49,5±1,33 до 29,1±0,12 балла, р <0,05; и с 49,8±1,04 до 30,3±0,14 балла, р <0,05, в группах 1 и 2 соответственно). Совокупная оценка результатов лечения позволила установить более выраженный статистически значимый терапевтический эффект при комплексном применении двух физических факторов ― импульсного низкочастотного электростатического поля и роботизированной механотерапии, чем при изолированном воздействии импульсного низкочастотного электростатического поля ― 96,7 против 76,7% (χ²=5,192; р=0,02).

Результаты исследований позволили установить целесообразность и высокую эффективность комплексного применения импульсного низкочастотного электростатического поля и роботизированной механотерапии у детей с повреждением капсульно-связочного аппарата коленного сустава. По результатам работы изучен механизм формирования лечебного действия импульсного низкочастотного электростатического поля, установлено его обезболивающее, противовоспалительное и трофикорегенераторное действие. Доказан более выраженный терапевтический эффект при комплексном применении двух физических факторов ― импульсного низкочастотного электростатического поля и роботизированной механотерапии в медицинской реабилитации детей с травмой коленного сустава.

Травма нижней конечности, продолжительный период иммобилизации запускают процесс посттравматического синовита, а также каскад биомеханических нарушений, сопровождающийся выраженной гипотрофией мышц повреждённой конечности, регрессом мышечной силы. Несмотря на умеренный отёк в области повреждения, незначительный болевой синдром в послеоперационном периоде, данные исследований свидетельствовали о наличии выраженного посттравматического синовита в области коленного сустава. При этом данные эхографической картины коррелировали с изменениями показателей инфракрасной термографии. Купирование воспалительной реакции, наиболее выраженное при комплексном применении физических факторов, способствует предупреждению как хронизации процесса, так и развития дистрофических изменений в суставе. Об активации трофико-регенераторных процессов в области повреждения под влиянием комплексного применения физических факторов свидетельствовала положительная динамика показателей лазерной допплеровской флоуметрии. Нивелирование воспалительной реакции в суставе, регресс болевого синдрома, увеличение амплитуды движений в коленном суставе сопровождалось уменьшением степени гипотрофии, увеличением мышечной силы повреждённой конечности, что является базисом для своевременного восстановления её функционального состояния.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, на основании проведённых исследований установлена возможность и эффективность применения импульсного низкочастотного электростатического поля изолированно и в комплексе с роботизированной механотерапией при повреждениях капсульно-связочного аппарата коленного сустава после артроскопических операций в раннем постиммобилизационном периоде.

Отмечены более выраженный регресс болевого синдрома, более раннее восстановление амплитуды движений в повреждённом суставе и купирование признаков посттравматического синовита при комплексном применении двух физических факторов ― импульсного низкочастотного электростатического поля и роботизированной механотерапии, чем при изолированном применении импульсного низкочастотного электростатического поля, у детей с повреждением капсульно-связочного аппарата коленного сустава. Полученные клинико-функциональные результаты имеют большое значение при повреждениях коленного сустава с риском формирования контрактур в послеоперационном периоде.

Высокая терапевтическая эффективность, хорошая переносимость процедур, отсутствие побочных реакций обосновывают целесообразность внедрения импульсного низкочастотного электростатического поля в комплексе с роботизированной механотерапией при повреждении капсульно-связочного аппарата коленного сустава у детей в практику работы детских лечебно-профилактических медицинских организаций.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при подготовке статьи.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение поисково-аналитической работы и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией).

ADDITIONAL INFORMATION

Funding source. This work was not supported by any external sources of funding.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Authors’ contribution. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work.

About the authors

Ekaterina L. Vakhova

Moscow Centre for Research and Practice in Medical Rehabilitation, Restorative and Sports Medicine; The First Sechenov Moscow State Medical University (Sechenov University)

Author for correspondence.
Email: vel_1202@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4509-7120

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Moscow; Moscow

Maya A. Khan

Moscow Centre for Research and Practice in Medical Rehabilitation, Restorative and Sports Medicine; Filatov N.F. Children's City Hospital

Email: 6057016@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1081-1726

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Moscow; Moscow

Dmitriy Yu. Vybornov

Filatov N.F. Children's City Hospital

Email: dgkb13@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8785-7725

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Moscow

Ivan N. Isaev

Filatov N.F. Children's City Hospital

Email: i.n.isaev@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-7899-5800
Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files