Механизм развития торсионной патологии костей голени при деформациях стопы

Лечение детей с врожденными деформациями стоп тяжелых степеней является одной из трудных задач ортопедии. Несмотря на достигнутые успехи в лечении этих заболеваний, еще высок процент рецидивов деформаций. Одной из основных причин неудач, на наш взгляд, является недостаточно серьезная оценка степени и характера патологической торсии костей голени, которая в силу это го и не устраняется в зависимости от вида деформации стопы.

Нами установлено, что при врожденной косолапости у всех детей старше 6-месячного возраста наблюдается избыточная наружная торсия костей голени в дистальном отделе. Поперечная ось лодыжек у этих больных к годовалому возрасту с фронтальной плоскостью образует угол в среднем +250 (норма для взрослых —+18 + 24°). Наличие избыточной наружной торсии костей голени при врожденной косолапости — закономерное явление.

У детей старше 3 лет, ходивших на деформированных стопах, поперечная ось лодыжек с фронтальной плоскостью образовывала угол от 35 до 70°. Средняя величина поперечной оси лодыжек у больных этой группы составляла 40—45°, а у некоторых детей в возрасте 7—9 лет с рецидивами косолапости она достигала 70—76°.

Для выяснения причин возникновения избыточной наружной торсии берцовых костей при косолапости нами изучен механизм действия мышц голени, вызывающего торсию ее костей в дистальном отделе. На дистальный отдел большеберцовой кости сухожилия мышц голени оказывают давление сзади наперед. По этой причине возникает скручивание дистального отдела большебер-цовой кости кнаружи как бы вокруг малоберцовой кости, так как механическая ось голени проходит по наружному краю блока таранной кости.

Избыточная наружная торсия костей голени при врожденной косолапости, по нашему мнению, возникает в результате резкого нарушения мышечного равновесия между малоберцовыми мышцами и мышцами задней боль-шеберцовой и длинных сгибателей пальцев стопы. Мышечное равновесие при косолапости нарушается за счет выпадения функции от перерастяжения перонеальной и разгибательной групп мышц голени. Нарушение мышечного равновесия усугубляется еще и тем, что повышается тонус относительно гипертрофированных мышц задней группы голени и укорачивания их сухожилий. Особенно выраженные изменения претерпевают такие мышцы, как задняя большеберцовая, длинные сгибатели пальцев стопы и трехглавая мышцы голени, сухожилие которой значительно смещается внутрь от биомеханической оси голени и создает наибольший момент силы, скручивающей берцовые кости кнаружи. Натяжение сухожилий этих мышц в результате их врожденного-укорочения также служит одной из-причин, способствующих увеличению наружной торсии костей голени в дистальном отделе.

Кроме того, основной причиной избыточного скручивания берцовых костей кнаружи является давление сухожилий задней большеберцовой мышцы и длинного сгибателя пальцев на внутреннюю лодыжку сзади (на рис. 39 дана схема направления сил мышц голени, вид сзади). Икоронож-ная мышца при активном сокращении (особенно ее внутренняя головка Ин/в) усиливает крутящий момент силы, скручивающей дистальный отдел берцовых костей кнаружи. Прж этом длинная малоберцовая и короткая малоберцовая мышцы не оказывают противодействия, то есть давления на наружную лодыжку в противоположном направлении. Поэтому вокруг ее биомеханической оси (О) происходит избыточное наружное скручивание костей голени. Кроме того, плечо силы мышц, вызывающих давление на внутреннюю лодыжку сзади (l1) при их сокращении, в 2—2,5 раза больше плеча силы малоберцовых мышц (1), оказывающих противоположное действие на наружную лодыжку сзади. В конкретных величинах сумма веса мышц голени скручивающих ее костей кнаружи у 3-летнего ребенка составляет 4,25% от общего веса всех мышц нижней конечности, а малоберцовых мышц — 2,93 % (3. И. Кацитадзе, 1971). Процентное соотношение мышц скручивающих костей голени кнаружи еще больше увеличивается, если суммировать вес икроножной и камбаловидной мышц 8,53%), так как их действие при косолапости аналогичное. Таким образом, сумма веса этих мышц может быть равной 12,78% от общего веса всех мышц нижней конечности, а сумма веса малоберцовых мышц останется прежней (2,93%). Сумма площадей поперечного сечения этих мышц также значительно различается. Для площадей сеРис. 39. Схема направления сил мышц левой голени, вызывающих избыточную тор-сию при врожденной косолапости, вид сзади (объяснения в тексте).

чения мышц задней большеберцовой и длинных сгибателей пальцев, по Шумахеру и Вольфу, она составляет 11,98 см2, а площадь сечения малоберцовых мышц — 6,63 см2. Поэтому оказываемое давление сзади на внутреннюю лодыжку сухожилиями мышц задней больше-берцовой и длинных сгибателей пальцев стопы превышает в 3,6 раза давление малоберцовых мышц на наружную лодыжку. При действии силы натяжения трехглавой мышцы голени в сумме с мышцами супинаторами стопы и резком снижении силы малоберцовых мышц при косолапости создаются условия для избыточного скручивания костей голени «наружи в дистальном отделе. В результате большеберцовая кость скручивается кнаружи вокруг малоберцовой кости, при этом внутренняя лодыжка оказывается намного впереди относительно наружной и поперечная ось лодыжек с фронтальной плоскостью у детей с запущенной или рецидивной косолапостью образует угол более 50°.

При рентгенологическом исследовании больных с тяжелыми формами врожденной косолапости также обнаруРис. 40. Передне-задняя рент- Рис. 41. Боковая рентгенограм-генограмма костей голени при ма костей голени (объяснения запущенных формах косолапо- в тексге). сти до лечения (объяснение в тексте).

живается значительное нарушение места взаиморасположения костей голени и стопы. Приводим передне-заднюю рентгенограмму костей голени у 5-летнего больного с двусторонней врожденной косолапостью до лечения (рис. 40), где малоберцовая кость полностью покрыта тенью большеберцовой кости за счет избыточной наружной торсии костей голени (торсия справа — 72°, слева — 63°). На боковой рентгенограмме костей голени того же больного малоберцовые кости находятся над пяточными буграми и не наслаиваются на тени большеберцовых костей (рис. 41). При наружной торсии костей голени вилка голеностопного сустава обращена не кпереди, как в норме, а повернута кнаружи. В особенно тяжелых случаях поперечная ось лодыжек почти совпадает с сагиттальной плоскостью, а продольная ось блока таранной кости при этом расположена снаружи кнутри, сзади кпереди, лежит как бы поперек вилки берцовых костей (рис. 42). Вилка по ширине более узкая, чем поперечный размер блока таранной кости. Такое несоответствие расположения, а также ширины вилки голеностопного сустава относительно габаритов и продольной оси таранной кости является серьезным препятствием для ее вправления в вилку. Если таранную кость и удается вправить в вилку берцовых костей, то она в ней плохо удерживается снаружи лодыжкой в результате ее резкого смещения кзади от блока. Чаще таранная кость находится в положении подвывиха или вывиха, поэтому стопа легко подворачивается, занимая супинационную установку и приведение, что постепенно приводит к рецидиву деформации.

Другой причиной рецидива косолапости является недостаточность, то есть инсуффициентность пронаторов и экстензоров стопы, которая длительно сохраняется после консервативного или оперативного устранения компонентов косолапости. На рис. 42а дана схема взаиморасположения лодыжечной вилки относительно костей стопы при косолапости, вид спереди. Наблюдаются вывих таранной кости и ее поперечное расположение относительно лодыжечной вилки. Сухожилия малоберцовых мышц перерастянуты из-за резкого увеличения расстояния между наружной лодыжкой и мест их прикрепления. После исправления косолапости имеет место резкое расслабление сухожилий малоберцовых мышц (рис. 426, вид спереди). Это объясняется уменьшением расстояния между наружной лодыжкой и местом прикрепления сухожилий малоберцовых мышц, с одной стороны, и невозможностью сокраРис. 42 а, б, в, г. Возникновение избыточной длины сухожилий малоберцовых мышц после устранения косолапости (объяснения в тексте).

щения их до восстановления нормального тонуса — с другой. По закону Вебера и Фика длина мышечного волокна в сокращенном состоянии равна половине его размера в расслабленном состоянии. Следовательно, малоберцовые мышцы, состоящие из волокон длиной 3—4 см, могут сократиться только на 1,5—2 см. На рис. 42в, г показана схема костей лодыжечной вилки и стопы до и после исправления косолапости (вид снаружи). Размеры костей стоп вычерчены соответственно средним параметрам костей 3-летнего ребенка. Если до исправления приведения переднего отдела стопы расстояние от заднего края наружной лодыжки до места прикрепления сухожилия короткой малоберцовой мышцы составляет 52 см, то после ее устранения — 26 см. После исправления Рис. 43. Рентгенограмма после оперативного лечения левосторонней косолапости (объяснения в тексте).

супинации стопы сухожилия малоберцовых мышц еще больше расслабляются (рис. 42г), что вызывает их инсуффициентность, независимо от возраста больного. Поэтому малоберцовые мышцы не могут удерживать стопу в правильном положении после исправления ее деформации, что способствует рецидиву косолапости в течение ближайших 6—14 месяцев.

Другое не менее серьезное исследование избыточной наружной торсии костей голени при врожденной косолапости заключается в том, что положение подвывиха таранной кости вызывает недоразвитие ее блока, при этом таранная кость состоит как бы из головки, шейки и тела. Блок таранной кости отсутствует, а тело является как бы продолжением шейки. В результате нарушения конгруэнтности суставных поверхностей, как правило, уже в юношеском возрасте наблюдаются деформирующие артрозы и над- и подтаранном суставах и укорочение конечности на 1—2 см.

На рентгенограмме девочки 12 лет с левосторонней врожденной косолапостью (рис. 43), оперированной в 3-летнем возрасте, блок таранной кости недоразвит, имеются явления деформирующего артроза. Таранная кость в положении подвывиха, что обусловлено избыточной наружной торсией костей голени. Торсия составляет + 43°. На здоровой конечности этой же девочки блок таранной кости развит нормально. Наружная торсия костей голени составляет +24°.

Таким образом, избыточная наружная торсия костей голени, сопутствующая врожденной косолапости, выступает как важная торсионная патология, затрудняющая устранение деформации стопы и способствующая рецидиву заболевания, а также развитию деформирующих артрозов. Торсия костей голени в дистальном отделе кнаружи свыше +35° уже затрудняет вправление таранной кости в вилку голеностопного сустава.

Избыточная наружная торсия костей голени в дистальном отделе наблюдается у больных с врожденной приведенной стопой, а также при ее полых деформациях я* почве миелодисплазии, болезни Шарко — Мари, полиомиелита, спастических параличах различного происхождения и после травм стопы. У больных этой группы наружная торсия берцовых костей выражена умеренно, редко превышает + 50°. Блок таранной кости всегда развит нормально и находится в лодыжечной вилке. Подвывихи таранной кости наблюдаются при последствиях полиомиелита, после-ожоговых рубцовых деформациях и переломах в области голеностопного сустава, однако эти вывихи не обусловлены избыточной наружной торсией костей голени. При исправлении упомянутых выше деформаций стопы устранения торсионной патологии костей голени не требуется.

Совершенно противоположные результаты мы обнаружили у пациентов, лечившихся у н ic по поводу плосковаль-гусной деформации стоп. У всех этих больных торсия была с отрицательным знаком, то есть наблюдалось внутреннее расположение поперечной оси лодыжек от фронтальной плоскости. Степень внутренней торсии костей голени на уровне лодыжек варьировала от — 8 до —26° и зависела от тяжести деформации стопы: при более высокой степени внутренней торсии костей голени наблюдали соответственно и большую деформацию стопы. Причину задержки наружного скручивания дистального конца костей голени и тем более их патологического внутреннего скручивания, препятствующего формированию продольного свода стопы, мы усматриваем также в нарушении мышечного равновесия голени. Не исключается и врожденная недостаточность, то есть недоразвитие мышц задней большеберцовой и длинных сгибателей пальцев стопы на фоне врожденного повышенного тонуса перонеальной и разгибательной трупа мышц голени.

Таким образом, нами установлено, что если нет наружной торсии костей голени, то нет и продольного свода стопы, то есть развитие свода стопы зависит от степени наружной торсии берцовых костей. Возникновение патологической внутренней торсии берцовых костей на почве нарушения равновесия мышц голени подтверждается нашими наблюдениями, полученными при операциях на стопе по поводу плоско-вальгусной деформации. При этом мы всегда обнаруживали значительно более тонкие по сравнению с нормой сухожилия задней большеберцовой мышцы и длинных сгибателей пальцев, особенно по сравнению с сухожилиями перонеальной и передней групп мышц голени при выраженной плоско-вальгусной деформации стопы, что свидетельствует о врожденном недоразвитии мышц задней большеберцовой и длинных сгибателей пальцев. В отличие от плоско-вальгусной деформации стопы при врожденной косолапости сухожилия мышц задней большеберцовой и длинных сгибателей пальцев, наоборот, значительно толще, чем сухожилия перонеальной и передней групп мышц голени. Эта находка подтверждается данными И. А. По-лиевктова (1949), который при травматических повреждениях задней большеберцовой мышцы у больных наблюдал снижение продольного свода стопы и развитие плоскостопия.

С другой стороны, нельзя не учитывать возможности вторичных изменений в сухожилиях мышц задней больше-берцовой и длинных сгибателей пальцев стопы, связанных с их расслаблением из-за укорочения стопы по внутренней поверхности, то есть первого ее луча. Укорочение стопы по внутренней поверхности происходит в значительной степени тогда, когда таранная кость под действием неблагоприятных сил при внутриутробном развитии плода из первоначального продольного расположения занимает вертикальную позицию. Поэтому расстояние между точками прикрепления упомянутых выше мышц сокращается, и натяжение устраняетст. По наружному краю длина стопы не уменьшается, а натяжение малоберцовых мышц остается прежним, по этой причине передний отдел стопы отклоняется кнаружи. Кроме того, при вертикальном положении таранной кости все связки перерастянуты и удлинены в таранно-пяточном и таранно-ладьевидном суставах, что приводит к разболтанности шопарова сустава и к отведению переднего отдела стопы, то есть к вальгусной ее деформации. В связи с этим, видимо, сухожилия малоберцовых мышц гипертрофируются, а сухожилия задней большеберцовой мышцы и длинных сгибателей пальцев истончаются. Отведенное положение переднего отдела стопы фиксируется ретракцией мышц коротких и длинных разгибателей стопы. Таким образом, возникшее нарушение равновесия между мышцами голени вызывает внутреннее скручивание берцовых ностей.

Клинически стопа внешне укорочена, не соответствует росту больного. Имеется резкое отклонение не только пяточного отдела в шопаровом суставе, но и переднего отдела кнаружи. Деформация стопы прочно удерживается укороченными сухожилиями передней и наружной групп мышц голени, а также укороченным ахилловым сухожилием. Деформация стопы пассивной коррекцией устраняРис. 44. Скиаграмма костей врожденной плоско-вальгуснои левой стопы, вид спереди.

Рис. 45. Скиаграмма костей нормальной левой стопы, вид спереди.

Рис. 46. Скиаграмма костей плоско-вальгусной левой стопы, вид сбоку изнутри.

Рис. 47. Скиаграмма костей нормальной стопы, вид сбоку изнутри.

ется незначительно. Основание у плюсневой кости как бы сползает из сочленения с кубовидной костью и приближается к передне-наружному отделу пяточной стопы, поэтому кубовидная кость оказывается смещенной кнутри. В этой области стопы на коже появляется складка, а в мягких тканях пальпаторно определяется выраженное углубление. Большим изменениям подвергается таранная кость, шейка ее укорачивается и изгибается кнутри и книзу. Положение таранной кости бывает различным по отношению к горизонтальной и сагиттальной плоскостям. Характерно, что головка и вся таранная кость своей продольной осью повернуты по горизонтальной плоскости против часовой стрелки, то есть на правой стопе внутрь, а на левой1 наоборот — по часовой стрелке. Таранно-пя-точный угол по горизонтальной плоскости составляет 40—70° при норме 25°.

На рис. 44 приведена скиаграмма костей левой стопы у 2-летнего ребенка с врожденной плоско-вальгусной стопой. На рис. 45 дана скиаграмма здоровой стопы для сравнения расположения таранной и пяточной костей.

По сагиттальной плоскости происходит поворот относительно поперечной оси таранной кости. Головка ее спускается вниз, за ней поворачивается и продольная ось кости, принимая вертикальное положение, а головка ее вклинивается между пяточной и ладьевидной костями (рис. 46, 47). На рис. 46 показана скиаграмма врожденной плоско-вальгусной левой стопы (боковая проекция), на рис. 47—скиаграмма костей здоровой стопы для сравнения их взаиморасположения в сагиттальной плоскости. Ладьевидная кость имеет клиновидную деформацию, основание ее обращено внутрь, бугристость сильно развита, служит опорной поверхностью. Смещение этой кости кнаружи и книзу вызывает сдавление и натяжение сухожилий длинных сгибателей пальцев, в результате развиваются сгибательные контрактуры в межфаданговых суставах, а это, в свою очередь, способствует формированию мо-лоткообразных деформаций пальцев. Внутренняя поверхность стопы в среднем отделе выступает кнутри и ннизу (рис. 48). Здесь, на подошвенной поверхности, кожа и подкожно-жировая клетчатка резко утолщены из-за выполнения опорной функции. Перекат осуществляется также за счет среднего отдела стопы, возникающая в связи с этим разгрузка плюсневых костей являются причиной истончения последних. Стопа вся выгнута кнаружи, внутренний контур ее удлинен, а наружный, наоборот, укорочен. В среднем отделе стопы в горизонтальной плоскости образуется угол, открытый кнаружи от пересечения осей 1 плюсневой и пяточной костей в пределах 170— 140°. Пронация стопы превышает 170°. Пяточная кость находится в эквинусном состоянии. Нижняя ее поверхность и горизонтальная плоскость обРис. 48. Вид плоско-вальгусной стопы изнутри.

разуют угол от 0 до 30°, открытый кзади (рис. 49). В норме данный угол всегда открыт кпереди и составляет от 20 до 40°, в результате образуется угол инфлекции стопы в пределах 120—140°. Таранно-пяточный угол по сагиттальной плоскости всегда больше, чем в норме, и достигает 40—75° (норма 25—35°). Это происходит в результате поворота продольной оси таранной кости в подошвенную сторону. Как было отмечено выше, в таком случае наблюдается внутренняя тор-сия костей голени, связанная с функциональной недостаточностью задней большеберцо-вой мышцы и мышц длинных сгибателей пальцев. Задержка наружной торсии костей голени способствует нагружению внутреннего отдела стопы, так как биомеханическая ось голени проходит ближе к внутреннему Рис. 49. Боковая рентгенография врож-денной плоско-вальгусной стопы (вертикальная таранная кость).

Рис. 50. Схема направления сил мышц правой голени при плоско-вальгусной стопе, вид сзади.

краю блока таранной кости, что вызывает уплощение свода стопы.

Если даже не принимать во внимание врожденное недоразвитие или функциональную недостаточность мышц задней большеберцовой и сгибателей пальцев, то вальгусное положение пяточного отдела при врожденной плоско-вальгусной стопе вызывает возникновение моментов сил мышц голени, способствующих внутреннему скручиванию берцовых костей л фиксации стопы в первоначально-дефор мированном положении. На рис. 50 основные мышцы голени расположе ны по правую сторону биомеханической ее оси и имеют не только большое плечо силы, но и значительный момент силы, скручивающей берцовые кости в дистальном отделе внутрь. Из схемы следует, что сумма площадей поперечного сечения трехглавой мышцы (указаны только икроножные), а также мышц малоберцовой группы (Дм и Км2) и длинного сгибателя первого пальца (Д1П) составляет 48,78 см2, что больше по сравнению с суммой площадей, соответствующей физиологическому сечению мышц задней большеберцовой и длинного сгибателя пальцев (Schu-macher, Wolf, 1966; приводится по X .А. Янсону, 1976).

Таким образом, скручиванию кнаружи или внутрь в зависимости от вида деформации стопы мы придаем важное значение и считаем его определяющим фактором, способствующим благоприятным исходам консервативного и оперативного лечения различной патологии стопы. Учитывая механизм физиологического формирования продольного свода стопы в норме и патогенез врожденной косолапости и плосковальгусной деформации стопы, мы считаем, что полноценное исправление эквиноварус-ной и плоско-вальгусной деформации стопы возможно только при параллельном устранении торсионной патологии костей голени и деформации стопы.