Плоская стопа (ПС) детского возраста является не только доминирующей жалобой при обращении к детскому ортопеду, но и распространенным патологическим состоянием у детей в возрасте 3–16 лет [1, 2]. Несмотря на вышеизложенное, в мировом сообществе все аспекты ПС постоянно подвергаются полемике. Так, разногласия в отношении определения привели к тому, что большинство ортопедов выделяют ПС как заболевание стопы без единых классификационных критериев [1–3]. Эпидемиологические данные неточны ввиду умеренного количества исследований только в формате «случай – контроль» и диагностики на уровне графической плантоскопии без оценки качества жизни, физической активности и других параметров [4, 5]. Частота встречаемости ПС среди детской популяции составляет около 28% [4]. Однако главным вопросом остается решение о тактике ведения пациентов с определением показаний к консервативному или хирургическому лечению [5, 6]. В большинстве случаев имеется тактика единоличного принятия решений в отношении лечения патологии в зависимости от личностных предпочтений, умений и квалификации ортопеда [6]. С нашей точки зрения, данный подход обладает значительным количеством недостатков, что ограничивает его использование и стимулирует к детализации рекомендаций в лечении плоской стопы детского возраста.
Цель исследования: разработать систему принятия врачебных решений при лечении статической деформации стопы детского возраста (плоской стопы), основанную на результатах комплексного обследования пациентов и базирующуюся на статистически значимых инструментальных критериях диагностики с дополнительной оценкой качества жизни, а также состояния нейромышечного сегмента нижних конечностей пациентов.
Материалы и методы исследования
Для оценки значимости диагностических критериев и создания алгоритмической системы принятия решения о выборе метода лечения ПС выполнено одномоментное исследование «случай – контроль», включавшее детей (средний возраст 9,5±0,8 года) с диагнозом ПС (группа наблюдения) и пациентов с нейтральной стопой (группа сравнения). Обследование включало совокупность методов: клинические функциональные пробы, метод опросника OxfordAnkleFootQuestionnaire (OAFQPro) по качеству жизни (КЖ), рентгенологический метод и компьютерную томографию (при подозрении на аномалии развития костей стопы), исследования биомеханических параметров и электрофизиологические исследования (электронейромиографию (ЭНМГ), электромиографию (ЭМГ)). В качестве специальных функциональных проб применяли тест одномоментной пассивной коррекции, пробы Штритер 1-2-3, тест Jack, тест Thompson, тест уплощения свода при нагрузке. Рентгенологически были измерены угловые стандартные параметры стопы при нагрузке в прямой и боковой проекциях: таранно-пяточный угол (ТПУ) в прямой (ПП) и боковой проекциях (БП); таранно-1-метатарзальный угол (T1МУ) в ПП/БП; таранно-горизонтальный угол (ТГУ) в БП; таранно-тибиальный угол (ТТУ) в БП; угол продольного медиального свода (УПМС) и пяточной инклинации (УПИ) в БП; высота медиального продольного свода (ПМС) (в миллиметрах). Биомеханическое исследование включало измерение временных характеристик шага (подометрии): цикл шага (в секундах); период опоры – период переноса – период одиночной и двойной опоры (в процентах); определение коэффициента ритмичности ходьбы (в у.е.); стабилометрии: среднее положение ЦД (центра давления) относительно фронтальной (X) и сагиттальной (Y) плоскости, мм (L, mm), площадь статокинезиограммы ЦД (S, mm2), средней скорости колебания ЦД, V мм/с или mm/s., параметр LFS, 1/mm. При ЭНМГ-исследованиях периферических нервов нижних конечностей (малоберцового, большеберцового) с регистрацией мышечных ответов (М-ответ) со стопы и голени оценивали показатели латентного периода (ЛП) и амплитуд М-ответов, поздних нейрональных ответов (F-волн). Определяли уровень и соотношение показателей функциональной активности мышц голени по данным суммарной ЭМГ и коэффициентам активации (КА) и реципрокности (КР). Исследование проведено на базе клинико-диагностического и детского травматолого-ортопедического отделения НИИТОН СГМУ. В обследование включили выборку из 150 детей с ПС и 50 детей с нейтральной стопой.
Для статистической обработки данных были использованы пакеты статистического анализа Statistica 10.0 (StatSoft-Dell, USA) и Gretl (A.Cotrell, USA, free software). Данные, подлежащие анализу, были классифицированы на группы «больной»/«здоровый» и представляли собой матрицу 150 на 49, где каждая строка содержала данные о пациенте в абсолютных единицах измерения, а столбцы соответствовали измеренным показателям. Целью анализа являлось построение весового правила для группировки пациентов по степени тяжести заболевания. Предварительный анализ данных заключался в расчете описательных статистик, в частности медианы (Me), стандартного отклонения (ϭ), интерквартильного размаха [Q1; Q3], минимумов и максимумов (min; max). Тесты на нормальность хи-квадрат Пирсона, Шапиро–Уилка, Колмогорова дали отрицательный результат по всем показателям при уровне p<0,05. С целью сокращения количества переменных был изучен вопрос о различии показателей по левой и правой нижним конечностям. Гипотеза об отсутствии различий в медианах была подтверждена тестом Вилкоксона при p<0,05 по всем парным измерениям. Также была установлена высокая (>0,7) коррелированность между парными показателями и корреляция различной степени между непарными. Использовались коэффициенты корреляции Пирсона, Спирмена, тау-Кендалла.
Результаты исследования и их обсуждение. По результатам обследования был создан программный продукт «Система поддержки принятия решений при лечении статической деформации стоп у детей» (заявка на регистрацию программы для ЭВМ с приоритетом ЕА-27384 от 22.05.2020 г.). Алгоритм базировался на статистически значимых инструментальных критериях диагностики с дополнительной оценкой качества жизни, а также состояния нейромышечного сегмента нижних конечностей. В итоге были выделены формы тяжести патологии с дифференцировкой метода лечения. Обращаемость родителей с детьми в 85–93% случаев была связана с изменением формы стопы и сложностью при подборе обуви. В то же время дети указывали на трудность в подборе обуви в 60% случаев. Визуально при пальпации выявляли болезненность в проекции таранно-ладьевидного сустава (подошвенная поверхность среднего отдела стопы) у 76%, омозолелость и супинацию переднего отдела у 18%, вальгусное положение пяточной кости у 67% детей. Среди скрининговых функциональных тестов наиболее показательными оказались пробы Штритер (91%), тест уплощения свода при нагрузке (73%), одномоментная пассивная коррекция (даже частичная) и тест Jack (47%). Дети с ПС при оценке качества жизни (КЖ) демонстрировали значимые отличия по подшкалам «физическое развитие» и «подбор обуви» (79,4 [59,5; 84,2], р<0,05), в отличие от здоровых детей (90,3 [73,5; 96,1]). В целом разница составила до 17% по OAFQPro. Результаты в аспектах «эмоциональное развитие», «школа и активность», «отношения в семье/с друзьями» у пациентов с ПС не различались и были сравнимы с показателями здоровых.
Таким образом, наличие плоскостопия практически не отражается на эмоциональном развитии ребенка, а также социальной функции и, как правило, не формирует комплекс внешнего недостатка. Это обеспечивает благоприятное течение заболевания с минимальными нарушениями КЖ на этапе различных периодов детства, отсутствие обеспокоенности ребенка и его родителей, однако в этом и заключается опасность: наличие малосимптомной патологии без значимых нарушений качества жизни снижает шансы ребенка получить полноценное лечение плоской стопы. Во взрослом возрасте, когда симптомы заболевания проявляются отчетливо, травматолог-ортопед уже не может предложить высокоэффективные методы лечения, лишь симптоматические. Кроме того, упущенная форма ригидной плоской стопы не позволяет применить во взрослом возрасте мини-инвазивную хирургическую коррекцию, которая возможна в детстве. Несмотря на неоднозначность статических выводов, игнорировать анкетирование по качеству жизни нельзя. Результаты опроса позволяют зафиксировать начальные проявления заболевания и отследить динамику. Поиск статистических факторов, значимых для группировки по степени тяжести ПС у детей, был выполнен методом главных компонент среди 18 рентгенологических и 13 биомеханических показателей для стоп. Отдельно проведен анализ значимости электронейромиографических показателей, данных клинико-функционального метода и анкетирования. Были выделены следующие факторы: фактор 1 «Рентгенологический показатель стопы» (УПМС, высота ПМС, УПИ – все измерения в боковой проекции); фактор 2 «Динамометрический показатель» (период общей опоры – период переноса, в секундах); фактор 3 «Стабилометрический показатель» (L, mm; V, mm/s); фактор 4 «Рентгенологический угловые показатели стопы» (ТПУ, ТГУ в боковой проекции); фактор 5 (период одиночной опоры); фактор 6 (ТТУ в боковой проекции).
Повторная факторизация данных привела к выводу о том, что наиболее значимы только первые четыре фактора (табл. 1), которые обеспечивают 91% объясненной дисперсии.
Таблица 1
Номер фактора |
Собственное значение |
% совокупности дисперсии |
Совокупное значение |
Значение накопленной дисперсии % |
1 |
3,056 |
33,962 |
3,056 |
33,962 |
2 |
2,229 |
24,776 |
5,286 |
58,739 |
3 |
1,654 |
18,383 |
6,941 |
77,122 |
4 |
1,250 |
13,897 |
8,191 |
91,020 |
Примечание. Собственные значения по методу главных компонент.
Характер поставленной задачи о выявлении классов пациентов по степени тяжести заболевания привел к проведению кластеризации пациентов методом k-средних по 8 показателям, вошедшим в факторы (рис. 1).
Рис. 1. Результаты кластеризации в разных метриках
(Евклидово расстояние, метрика Чебышёва)
Наиболее статистически значимым оказалось разбиение совокупности пациентов на 4 кластера с помощью последовательного отсечения групп согласно кластерам среди факторов, выделенных Евклидовой метрикой. На этом этапе было завершено решение задачи о показателях, позволяющих устанавливать степень тяжести заболевания. На завершающем этапе анализа был построен критерий отбора в каждую из выделенных групп с помощью модели упорядоченной logit-регрессии, где в качестве зависимой порядковой переменной была выбрана переменная «номер кластера». В заключительном logit-анализе, проведенном в программном пакете Gretl, было построено уравнение упорядоченной logit-регрессии на выделенные выше переменные для переменной CLUSTER, принимающей значения из множества {1,2,3,4}, где 1 – «здоровые», 4 – «тяжелая форма». Кроме того, были определены границы отсечения показателей для диагностики каждой группы пациентов по типу ПС. Количество «корректно предсказанных» случаев для исследованных данных составило 116 из 150 (77,3%). При увеличении объема данных и настройке модели данный показатель может быть улучшен.
Анализ электрофизиологических данных демонстрировал следующие закономерности у детей с ПС: независимо от симптоматики и возраста практически в 100% случаев фиксировали сниженные по амплитуде М-ответы (2,3± 0,5 мВ, в норме 7,5± 2,3 мВ) с нерегулярными F-волнами (не более 35 мкв при норме 140 мВ) с короткого разгибателя пальцев стопы малоберцового нерва с двух сторон. Но более значимыми были отклонения от нормы данных мышечных и нейрональных ответов при отведении М-ответов с мышц голени, особенно икроножной, в сторону повышения: амплитуды М-ответов с 11,6 до 17,8 мВ(при норме не более 8,3±1,5 мВ), F-волн с 1,4 мВ до 2,3 мВ (при норме не более 0,5 мВ). Увеличение показателя соотношения F/М с 11% до 14% (при норме не более 5%) – показателя, характеризующего уровень активности мотонейронов, отмечено у большинства детей, но у пациентов с умеренной симптоматикой и рентгенологической картиной показатель был выше и достигал 18±1,1%. У детей с тяжелым поражением уровень активности мотонейронов парадоксально снижается, но остается высоким. Изучение взаимоотношений мышц антагонистов голени путем подсчета КА и КР демонстрировало повышение показателей практически во всех случаях, но в разной степени выраженности. Нарушение реципрокных взаимоотношений мышц антагонистов голени и повышенный уровень активации мышц проявлялись по данным икроножных мышц. КР составил 73±13,1%, КА – 106±25,2%, что существенно превышало показатели нормы (не более 15%) и здоровых детей (КР – 19±1,5, КА – 11±2,5%%).
Таким образом, наиболее чувствительными критериями среди регистрируемых ЭНМГ-данных являлись амплитуда М-ответа и F-волны икроножной мышцы (мкв); соотношение F/M в процентах; КР передней большеберцовой мышцы в процентах; КР икроножной мышцы в процентах, которые позволили с точностью 87% при статистическом анализе диагностировать легкие, умеренные и тяжелые нарушения у детей с ПС. Клинические данные и функциональные тесты дали возможность провести первичную диагностику в отношении ПС, подтверждали качественные нарушения у ребенка. Это демонстрирует необходимость их применения в практике любого специалиста: как педиатра, так и детского ортопеда [7]. В нашем исследовании КЖ у детей с ПС отличалось от такового у детей с нейтральной стопой в пределах 10–14% по параметрам физического развития и трудности подбора обуви. В настоящий момент единой рентгенологической классификации педиатрической стопы не существует, однако предложены различные методы анализа рентгенограмм с измерением угловых и линейных параметров взаиморасположения костно-суставных образований во всех отделах стопы [8, 9]. Наиболее значимые рентгенологические показатели получили широкое использование во многих современных работах, но их статистическая достоверность и валидность не указаны, кроме того, многие определяют слишком широкий диапазон значений, что противоречит статистическим законам. В нашей работе из 18 проанализированных параметров выделены 4 значимых критерия (таранно-горизонтальный угол, угол продольного медиального свода, высота свода и угол пяточной инклинации), совокупность подсчета которых подтверждают свыше 75% случаев ПС. В ходе исследования выявлены некоторые интересные факты. Так, часто используемые в оценке ПС значения таранно-пяточного угла не могут быть интерпретированы в практике клинициста, поскольку необходимо точно знать анатомическое положение пяточной кости по отношению к горизонтальной поверхности нагрузки стопы. УПИ статистически не обладает высокой точностью, но его суммирование с другими параметрами увеличивает точность определения отклонений в стопе. По биомеханическим параметрам наибольшие изменения демонстрировали временные, стабилометрические характеристики. Полученные данные соответствуют опыту других исследований [10–13], где отмечали измененные хаотичные движения стоп в поперечной поверхности в статике, замедление шага, а также нарушения гониометрии в тазобедренном, коленном и голеностопных суставах. ЭНМГ фиксировала значимые нарушения тонусного контроля и работы мышц голени, в частности передней большеберцовой, икроножной, что выражалось в увеличении амплитуд М-ответов, F-волн и соотношения F/M, коэффициента реципрокности. Полученные нами результаты свидетельствуют об изменениях, характерных для нарушений в руброспинальном пути, отвечающем за регуляцию взаимных позных движений, их целенаправленность и корректировку. Возможно, ЭНМГ-особенности, полученные у детей, могут коренным образом повлиять на выбор хирургической тактики лечения ПС, поскольку выявленные изменения в возрасте 7–14 лет практически не поддаются коррекции. К сожалению, мы встретили лишь единичные работы, посвященные состоянию нейромышечного аппарата нижних конечностей при плоскостопии у детей, что не позволяет составить целостную картину [14, 15].
В программу был включен алгоритм анализа степени нарушений при статических деформациях стоп у детей, в частности плоской стопы, основанный на оценке кластерных данных со статистической значимостью:
– фактор 1 «Рентгенологический показатель стопы» (угол продольного медиального свода, высота продольного медиального свода, угол пяточной инклинации – все измерения в боковой проекции);
– фактор 2 «Динамометрический показатель» (период общей опоры – период – фактор 3 «Стабилометрический показатель» (L, mm; V, mm/s));
– фактор 4 «Рентгенологические угловые показатели стопы» (таранно-горизонтальный угол в боковой проекции).
Введение опросника КЖ, данных функциональных тестов и электронейромиографических показателей предназначено для скрининга патологии стоп у детей. В результате обработки введенных данных программа позволяет диагностировать у детей с ПС следующие результаты:
– легкие нарушения при диагнозе «плоская стопа у детей»: тактика лечения консервативная, однако, если по данным электронейромиографии диагностируются умеренные или тяжелые нарушения (остальные показатели в пределах легких сдвигов), предложить лечение в виде артроэрезиса и пластики на сухожильно-мышечном аппарате стопы;
– умеренные нарушения при диагнозе «плоская стопа у детей»: тактика лечения хирургическая. Объем оперативного вмешательства: пластика сухожильно-мышечного аппарата стопы, однако, если по данным рентгенографии диагностированы тяжелые нарушения (остальные показатели в пределах умеренных сдвигов), предложить лечение в виде малоинвазивных остеотомий костей стопы;
– тяжелые нарушения при диагнозе «плоская стопа у детей»: тактика лечения хирургическая. Объем оперативного вмешательства: малоинвазивные остеотомии костей стопы, артродез подтаранного сустава. В программе заложен простой пользовательский интерфейс с внесением параметров в виде анкетирования (рис. 2).
Рис. 2. Фрагмент пользовательской программы принятия решений в отношении лечения ПС
Заключение. Таким образом, данная программа позволяет определиться с объемом диагностических и лечебных мероприятий, предложить пациентам вариант лечения плоской стопы с учетом как клинических, так и инструментальных диагностических критериев заболевания. Указанная система принятия врачебных решений дает возможность комплексно оценить степень тяжести ПС у детей, тем самым оптимизировать тактику лечения.
Исследование выполнено в рамках государственного задания ФГБОУ ВО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава России «Разработка системы поддержки принятия решений при лечении статической деформации стоп у детей» (номер государственной регистрации НИОКТР АААА-А18-118020290180-6).
Библиографическая ссылка
Сертакова А.В., Рубашкин С.А., Тимаев М.Х., Дохов М.М., Коршунова Г.А., Агафонова Н.Ю. СИСТЕМА ПРИНЯТИЯ ВРАЧЕБНЫХ РЕШЕНИЙ ПРИ ЛЕЧЕНИИ ПЛОСКОЙ СТОПЫ У ПАЦИЕНТОВ ДЕТСКОГО ВОЗРАСТА // Современные проблемы науки и образования. – 2020. – № 4. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=29965 (дата обращения: 29.03.2024).