Материал нашел и подготовил к публикации Григорий Лучанский
Источник: Заслуж. деятель науки проф. Б. П. Попов. Некоторые данные анатомии и физиологии стопы применительно к построению рациональной обуви. Центральный научно-исследовательский институт протезирования и протезостроения МСО РСФСР. директор проф. Б. П. Попов. Стопа и вопросы построения рациональной обуви. Москва, 1960 г.
Построение рациональной нормальной обуви тесно связано с вопросами плоскостопия, поскольку это заболевание широко распространено, между тем как люди с плоскостопием вынуждены пользоваться обувью массового производства. Поэтому при разработке рациональной конструкции обуви должны учитываться анатомо-клинические и биохимические особенности плоской стопы.
В целях разработки конструкции и формы колодок для обуви и супинаторов в 1958 году в ЦНИИПП было начато изучение опорной функции стопы в норме и при плоскостопии.
Для выполнения поставленной задачи мы пользовались объективными методами исследования стопы и ее функции. Были разработаны и применены новые объективные методы, которые помогли выяснить целый ряд вопросов.
Взаимодействие стопы с опорной поверхностью представляет собой весьма важный показатель, по которому можно судить об особенностях стояния, ходьбы и бега, а также некоторых других движении и поз как у здоровых людей, так и у лиц с дефектами опорно-двигательного аппарата.
Имеются достаточно простые методы определения состояния стопы и выявления степени различных компонентов деформации, а также методы исследования резервных функциональных возможностей стопы.
Исследования показали, что нельзя судить о состоянии стопы только по одному признаку, например, о плоскостопии – только по индексу свода стопы. Комплексными исследованиями выявлено, что данные о состоянии стопы, полученные различными методами, не всегда совпадают и зависят от чувствительности и объективности их, в том числе и от такого важного явления как компенсаторная способность обследуемых. Например, при резко развитом подкожно-жировом слое подошвенной поверхности стопы плантограмма дает повышенный процент закрашенной части отпечатка, а индекс свода приближается к норме. Наоборот, при слаборазвитой подкожно-жировой клетчатке получается низкий индекс свода.
В некоторых случаях мы не получали совпадения данных ихнодинамографии и рентгеновской методики исследования с таблицей индексов подометрии по М. О. Фридланду. Нам пришлось внести существенные поправки в рентгеновскую методику исследования. Нами выявлено, что на величину угла при вычислении его по Богданову влияет высота ладьевидной и первой клиновидной костей, что может дать разницу в высоте свода до угла 7°. При вычислении угла по М. И. Куслику вершина его находится вне зоны наибольшей нагрузки стопы. Работами Гурфинкеля установлено, что по данным измерениям общего центра тяжести у здоровых людей линия отвеса располагается в области таранно-ладьевидного и ладьевидно-клиновидного сочленений. Некоторая неточность методики дает разницу высоты угла свода до 5°.
Мы пользовались для определения состояния стоп следующими приспособлениями и приборами: упрощенным стопомером, приспособлением для плантографии, прибором для определения высоты продольного свода ЛНИИПП, прибором для определения высоты стояния надколенника, парциальным статодинамографом с записью на осциллографе акта стояния и ходьбы, рентгеновской методикой – при стоянии без нагрузки, с половинной нагрузкой и полной нагрузкой на стопу, методикой ихнодинамографии и др.
Остановимся на некоторых данных исследования стоп, полученных с помощью наших новых методик. В основе опорной статодинамографии лежит метод электрического измерения неэлектрических величин с помощью проволочных датчиков. Нами получены данные, характеризующие нагруженность следующих четырех участков стопы: области пятки, средней части стопы, соответствующей дуге свода, передненаружной и передневнутренней частей стопы. Давление измерялось при стоянии и ходьбе у здоровых людей и у людей с плоскостопием. При опоре на площадку статодинамографа без обуви, средняя величина давления на область свода при плоскостопии равна около 15% веса тела и в 3 – 4 раза больше, чем в норме. Величина давления, которая приходится на среднюю часть стопы, зависит от высоты свода. Чем ниже свод, тем больше давление на среднюю часть стопы. В передней части стопы нагрузка на наружный край ее при плоскостопии превышает нагрузку на внутренний край.
Еще отчетливее указанные закономерности проявляются при наступании на площадку прибора во время ходьбы. Давление на четырех вышеуказанных участках стопы записывалось на осциллографе. Величина нагрузки в килограммах была подсчитана отдельно для 1, 2, 3 и 4 площадок за каждые 0,08 сек.
Исследованиями было обнаружено различное распределение нагрузки на площадку статодинамографа при ходьбе здоровых людей и людей с плоскостопием.
Здоровый человек при ходьбе преимущественно опирается на пятку и передневнутреннюю часть стопы (головку первой плюсневой кости); при плоскостопии нагрузка на пятку уменьшается, на передненаружную часть стопы возрастает. Основным отличием является значительная нагруженность средней части стопы при плоскостопии, которая в 3 – 4 раза превышает нагруженность области свода в норме.
Рис.1
Наша рентгеновская методика исследования дала возможность определять степень плоскостопия и резервные возможности стопы. Испытуемый устанавливался на подставку с установкой стоп без обуви на 20 см одна от другой (рис. 1). Для снимков кассета располагалась вплотную к исследуемой стопе. Снимки делали в трех позах: при переносе веса тела на исследуемую стопу, при равномерной нагрузке на обе стопы и при переносе нагрузки на другую стопу. При анализе рентгенограмм строился угол с вершиной у верхнего заднего края первой клиновидной кости, соединяя стороны угла с нижним краем пяточной кости и нижним краем головки первой плюсневой кости.
Данные, полученные в результате измерения величин углов и клинического обследования стоп испытуемого (при стоянии на обеих стопах), можно было подразделить на 3 группы:
1) от угла 110° до угла 120° – для нормального свода, 2) от угла 120° до угла 125° – для плоской стопы 1-й степени, 3) от угла 125° до угла 130° – для плоской стопы 2-й степени, и 4) с углом более 130° – для плоскостопия 3-ей степени.
Кроме того, мы могли выделить стопы с различной реакцией на нагрузку: нормотонические, когда при нагрузке стопы величина угла не менялось по сравнению с равномерным стоянием на обеих ногах, гипотонические стопы, когда при нагрузке стопы по сравнению с равномерным стоянием на обеих ногах угол увеличивается, т. е. уплощается свод; гипертоническая стопа, когда при нагрузке стопы угол становится меньше, чем при равномерном стоянии, т. е. свод увеличивается.
Рис.2
Гипертоническая стопа обладает большими резервными функциональными возможностями, реагируя на нагрузку равную половине веса тела, лишь небольшим уплощением, а на увеличение нагрузки в 2 раза (стояние на исследуемой ноге) отвечает увеличением высоты свода.
Гипотоническая стопа обладает малыми резервными возможностями и при возрастающей нагрузке происходит последовательное уплощение свода.
При плоской стопе наряду с уменьшением свода отмечается снижение рессорной функции стопы, которая прямо пропорциональна степени плоскостопия.
Интересные данные получены с помощью новой методики – ихнодинамографии, которая дает возможность определить характер опорных реакций стопы в норме и при любой патологии ее как в обуви, так и без нее. Этот метод исследования является объективным методом для оценки результатов реконструктивных операций, направленных к изменению опорной функции, а также для оценки конструкций обуви и ее качества.
Рис. 3,4,5
При инодинамографии применяется резиновый коврик, имеющий конической формы выступы, которые покрываются краской (рис. 2). Коврик накрывается листом бумаги, на котором отображаются отпечатки выступов (рис. 3, 4), Величина отпечатков выступов коврика меняется в зависимости от величины нагрузки и тарируется (рис. 5). Таким образом, выявляется количественная характеристика распределения давления по опорной поверхности и нагруженность любого участка стопы.
Проведенный анализ ихнодинамограмм плоской стопы показал, что коэффициент, выражающий отношение нагрузки на область свода к суммарной нагрузке на всю стопу при стоянии и ходьбе значительно увеличивается соответственно степени деформации.
Существующий спор об анатомо-физиологическом построении стопы, с нашей точки зрения, не имеет принципиального значения. Полиевктов, Александров и многие другие придерживаются мнения, что стопа по функции представляет собой спиральную пружину. В условиях физиологической нормы по Штрассеру движения в одной части стопы вызывают противоположные перемещения в другой ее части. Поворот пяточной кости внутрь обуславливает приведение и пронацию переднего отдела стопы. При наклоне пяточной кости кнаружи возникает отведение и супинация переднего отдела стопы. Точно так же влияет изменение переднего отдела стопы на задний. Однако те же авторы не отрицают наличия сводов, поскольку отрезок спиральной пружины образует свод. Изменение соотношения наружного и покоящегося на нем внутреннего свода в процессе образования плоскостопия никто не может отрицать. Одновременно со сползанием костей внутреннего свода происходит изменение формы стопы в целом по принципу раскручивающейся спиральной пружины, что и подтверждается проведенными нами исследованиями. Учитывая изложенное, мы выдвигаем следующие биомеханические требования к построению ортопедической обуви при плоской стопе. Эти же требования должны быть учтены при построении рациональной обуви массового производства с учетом профилактики плоскостопия.
Первое требование – пространственное воздействие на костно-мышечный аппарат с учетом необходимости скручивания стопы – должно осуществляться тремя силами и тремя моментами сил относительно трех взаимно перпендикулярных осей.
Рис.7
Рис.8
Рис.9
Относительно горизонтальной продольной и сагинальной оси момент силы может быть приложен двумя парами сил, из которых одна супинирует пятку, а вторая пара сил пронирует передний отдел стопы (рис. 6, 7). Приложением момента силы относительно вертикальной оси, проходящей через сочленение Шопара. можно получить приведение переднего отдела стопы. Он может быть приложен посредством трех сил по принципу изгиба двухопорной балки (рис. 8). Кроме того, должны быть приложены и такие силы, которые позволили бы уменьшить вызываемые силами веса момент относительно горизонтальной поперечной оси, приводящей к уплощению стопы. Эту силу опорной реакции уменьшить за счет выкладки свода. Могут быть и другие пути уменьшения влияния силы веса, например – воздействие на величину направления и точку приложения сил опорных реакций (получение сходящихся векторов сил).
Для получения линейных смещений или предупреждения линейных деформаций имеется возможность приложения со стороны подошвы горизонтальных сил, воздействующих на подошвенную поверхность за счет изменения формы ботинка.
Второе требование – это стимулирование мышечной активности, направленное на укрепление мускулатуры. Ботинок не должен сковывать движений в многочисленных суставах стопы, чтобы не вызвать атрофии мышц.
Нагрузка силой веса стимулирует мышечную активность. Устранение этого раздражителя приведет к угасанию мышечной функции так же, как чрезмерная сила к подавлению функции мышц. В связи с этим можно допустить частичную разгрузку сил веса посредством эластичной выкладки свода. Она должна быть строго дозированной, принимая во внимание резервные возможности стопы.
Изменение взаимного расположения одной из частей стопы по линии Шопаровского сочленения, где происходят в основном ротационные движения переднего отдела по отношению к заднему, ведет к противоположным перемещениям другой части.
Основываясь на вышеизложенном, можно сделать некоторые предварительные выводы в отношении построения ортопедической обуви для людей с плоскостопием.
В ортопедической обуви при плоской стопе нужно создать условия для перераспределения нагрузки по подошвенной поверхности стопы. Это достигается путем силовых воздействий на стопу с целью изменения взаимного положения ее частей, придавая пятке супинационное положение при пронации и приведении переднего отдела стопы.
Ортопедические стельки при плоскостопии могут решать лишь часть поставленных задач: скручивание по продольной оси и упругую поддержку свода. При легкой форме плоскостопия с резервными функциональными возможностями стопы поддержка свода необязательна.
Крайне желательным является разработка пластинчатой пружины, соответствующей по своей конфигурации следу стопы.
Пластинчатая пружина работает по типу спирали и повторяет форму свода стопы.
При разработке рациональной обуви с целью профилактики плоскостопия необходимо учитывать физиологические особенности стопы.
Приведенные сведения об исследовании функции стопы являются предварительными.
Назад в раздел
