Строение стопы человека болезни: Заболевания стоп | ПТК Модерам

09.05.1971 alexxlab

Содержание

Заболевания мягких тканей в области стопы

Мышцы, сухожилия и их оболочки, связки, фасции, апоневрозы, а также капсулы играют важную роль в обеспечении стабильности суставов. Патологию околосуставных мягких тканей можно рассматривать как состояния, ассоциированные с артритами, и как самостоятельную патологию. При описании мягкотканной патологии обычно используют следующие понятия:

тендинит – воспаление ткани сухожилия;
теносиновит/тендовагинит – воспаление ткани сухожилия и сухожильного влагалища;
энтезит/энтезопатия – воспаление ткани сухожилия в месте прикрепления его к кости;
бурсит – воспаление синовиальных сумок, тонкостенных полостей, выстланных синовиальной оболочкой, которые облегчают движение сухожилий и мышц над костными выступами.

Патология голеностопного сустава и стопы, а также поражение околосуставных мягких тканей этой области являются частой причиной обращения к врачу, составляя, по данным отечественной и зарубежной литературы, от 6 до 21% всей патологии опорно–двигательного аппарата.

Причинами патологии мягких тканей в области голеностопного сустава и стопы могут быть как внешние, так и внутренние факторы. К внешним относят перегрузку (изменение стереотипа физической нагрузки), травмы (однократные или повторные микротравмы), локальное введение в толщу сухожилия глюкокортикостероидов (ГКС), способных вызвать дегенерацию сухожильной ткани, к внутренним – врожденные аномалии структур сустава, приводящие к нарушению биомеханики, дисбаланс мышц, окружающих сустав, гиподинамию (иммобилизация), нарушение кровоснабжения отдельных зон сухожилий, возрастную инволюцию опорно–двигательного аппарата. Нередко имеет место сочетание нескольких факторов.

Болевой синдром при поражении мягких тканей области голеностопного сустава и стопы обычно имеет четкую локализацию.

Основными причинами болей в пяточной области являются:

тендинит ахиллова сухожилия;
энтезит ахиллова сухожилия;
ахиллов или позадипяточный бурсит;
подпяточный бурсит;
подошвенный фасциит, пяточная шпора.

Ахиллово сухожилие – это продолжение трехглавой мышцы голени, которая образуется из икроножной и камбаловидной мышц. Это довольно мощное сухожилие прикрепляется к пяточной кости. Между самим сухожилием и костью, а также между сухожилием и кожей имеются синовиальные сумки.

Наиболее частыми причинами хронических болей в области ахиллова сухожилия являются тендинит, частичный разрыв или бурсит ахиллова сухожилия. Как правило, эти заболевания проявляются следующими симптомами:

несильные, ноющие боли в области сухожилия после бега или физических нагрузок, которые постепенно усиливаются;
чувство слабости в ноге;
эпизоды разлитой или локализованной боли в области сухожилия сразу же или спустя несколько часов после бега;
отечность мягких тканей в области сухожилия;
ощущение жесткости («забитости») мышцы, которое проходит по мере того, как сухожилие «разогревается» во время тренировки.

Тендинит ахиллова сухожилия

Тендинит ахиллова сухожилия (ахиллодения) часто встречается при серонегативных спондилоартритах, у больных с синдромом гипермобильности суставов, при выраженном плоскостопии. При ахиллодении возникает отечность и боли при нагрузке в области сухожилия или в месте прикрепления сухожилия к пяточной кости.

Основные клинические симптомы, характерные для тендинита ахиллова сухожилия:

боль в пятке, иногда по задней поверхности голени;
сгибание стопы усиливает боль;
область наибольшей болезненности находится на 2–3 см выше места соединения сухожилия с пяточной костью;
сухожилие может быть отечно и утолщено.

Позадипяточный бурсит

Позадипяточный бурсит клинически схож с тендинитом ахиллова сухожилия, однако боль чаще приобретает мучительный характер и значительно усиливается при ходьбе и длительном стоянии, часто появляются припухлость или отек выше места прикрепления сухожилия к пяточной кости. Дифференцировать состояния помогает ультразвуковое исследование этой области.

Энтезопатия ахиллова сухожилия

Наиболее частой причиной развития энтезита ахиллова сухожилия являются серонегативные спондилоартриты.

Часто причинами энтезитов являются травма энтезисов или перегрузки сухожилий. Энтезиты проявляются болью при движении, в котором участвует соответствующая мышца. Более отчетливо боль возникает при напряжении заинтересованной мышцы. Определяются отечность окружающих тканей и болезненность в области вовлеченного энтезиса. Исходом энтезопатии является, как правило, оссификация энтезиса с развитием энтезофитов.

Подошвенный фасциит

Подошвенный фасциит, самая частая причина болей в области пятки, – это воспаление места прикрепления короткого сгибателя пальцев к бугристости пяточной кости. Перенапряжение этих структур вследствие плоскостопия, дегенеративных заболеваний опорно–двигательного аппарата, серонегативного спондилоартрита приводит к возникновению реактивной воспалительной продукции костной ткани или формированию пяточной шпоры вторично из–за растяжения этих структур.

Основным симптомом подошвенного фасциита является боль по всей подошвенной поверхности стопы при ходьбе. Обычно эта боль появляется при первых шагах после того, как больной встает с постели утром, или после длительного сидения.

У вас болят стопы? Приходите, мы Вам поможем!
Записаться к ревматологу на прием и лечебную блокаду в Самаре, можно позвонив по телефону на странице контакты.

Скачать

Профилактика и лечение плоскостопия у детей

Еще в древности медики утверждали, что от состояния стоп зависит здоровье человека в целом. Такое утверждение приобретает особо важное значение, когда речь идет о детях, об их здоровье в будущем. Последнее во многом зависит от вашего знакомства с профилактикой и лечением плоскостопия у детей.

НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ O СТОПЕ

Стопа несет большую нагрузку при беге, ходьбе, стоянии, прыжках, то есть обеспечивает передвижение нашего тела в пространстве. Она состоит из большого количества костей сводчатой формы, соединенных суставами, движением которых управляют мышцы и сухожилия.

Любое нарушение строения и функции стопы неизбежно влияет на общее состояние человека, снижает его выносливость к физическим нагрузкам, а следовательно, работоспособность и настроение. Поэтому чтобы организм ребенка правильно развивался, ему необходимо иметь здоровые стопы.

Родители должны знать, что стопа ребенка не является уменьшенной копией стопы взрослого человека, а имеет свои анатомические и функциональные особенности. Во время роста и формирования стопы ребенка необходимо повышенное внимание к ней и бережное отношение.

Важно также учитывать, что у детей величина отношения общего веса тела к размеру стопы значительно больше, чем у взрослых, поэтому на всю ее опорную поверхность, особенно на область свода, падают более значительные нагрузки, Кроме того, костный аппарат стопы, неокрепший в первые годы жизни, имеет в основном хрящевую структуру, связки более подвержены растяжению Все эти причины предопределяют деформацию свода стопы, то есть плоскостопие.

ПЛОСКОСТОПИЕ. ПРИЧИНЫ И ФИЗИЧЕСКОЕ ПРОЯВЛЕНИЕ

Плоскостопие — одно из наиболее распространенных заболеваний стопы, появляющееся вследствие недостаточности развития (ослабленности) мышц и связок. Обычно оно обнаруживается у часто болеющих малышей, в частности рахитом, и у детей с врожденной слабостью мышечно-связочного аппарата.

Физическим проявлением плоскостопия является уменьшение или исчезновение сводчатой структуры стопы, а также отсутствие характерной выемки в стопе в средней части внутреннего края.

При этом теряется способность стопы противостоять нагрузкам, то есть область свода касается плоскости опоры и на него падает общий вес тела. Расположенные на уровне свода мышцы, сосуды, нервы растягиваются, вследствие чего в области ног возникают неприятные ощущения, чувство утомления и боли.

Одно из очевидных проявлений плоскостопия у детей — неправильное положение пяточного отдела стопы. Если у здорового ребенка пятка расположена соответственно продольной оси голени, то в случае плоскостопия пятка заметно отклонена наружу.

КАК ОПРЕДЕЛИТЬ ПЛОСКОСТОПИЕ У ДЕТЕЙ

Плоскостопие — прогрессирующее заболевание, следовательно, чем своевременнее начато лечение, тем лучшие результаты оно приносит. И напротив, запущенные случаи хуже поддаются лечению. Поэтому надо периодически осматривать ребенка, чтобы еще до врачебного осмотра обнаружить заболевание.

При определении плоскостопия целесообразно выделить две возрастные группы детей: от одного года до трех лет и старше трех лет.

ЕСЛИ ВАШЕМУ РЕБЕНКУ ОТ ОДНОГО ГОДА ДО ТРЕХ ЛЕТ

Важнейший клинический признак начинающегося плоскостопия в данной возрастной группе — это патологическое отклонение пятки наружу.

Для его обнаружения надо раздеть ребенка ниже пояса, поставить его к вам спиной и на расстоянии двух-трех шагов осмотреть в положении стоя, а затем со спины же оценить его походку. Если вы заметили, что при стоянии или при ходьбе пятка заметно отклонена наружу, необходимо обратиться к врачу-ортопеду, чтобы он поставил правильный диагноз. При осмотре ребенка можно заметить и отклонение голени ниже коленного сустава наружу или внутрь, что также является поводом для посещения врача.

Осмотр области свода стопы ребенка до трех лет может привести вас к ложному выводу о том, что у ребенка имеется плоскостопие, так как стопы малыша кажутся совершенно плоскими. Это мнение ошибочно, и опасения пока излишни. Дело в том, что у ребенка ясельного возраста выемку свода заполняет жировая подушка, которая маскирует анатомическую дугу стопы. Как правило, она исчезает после трех лет, и в более старшем возрасте стопа у детей уже имеет отчетливо выраженную выемку с внутренней стороны.

Таким образом, у ребенка до трех лет только плоская стопа, без признаков отклонения пятки наружу — не болезнь, а физиологическое явление. В этом случае никакого специального лечения не нужно.

ЕСЛИ ВАШ РЕБЕНОК СТАРШЕ ТРЕХ ЛЕТ

У ребенка старше трех лет наличие плоской стопы уже является патологией, особенно если присоединяется отклонение пятки наружу.

Если вы сомневаетесь в выраженности продольных сводов, можно дополнительно осмотреть отпечаток стопы. Для этого достаточно смочить подошвы стоп ребенка, поставить его на пол босыми ногами, после чего попросить сойти с этого места. На полу останутся отпечатки стоп, которые необходимо ценить. Нормальный отпечаток имеет с внутренней стороны выемку, глубина которой возрастает по мере роста ребенка. Отпечаток плоской стопы выемки не имеет.

Косвенным признаком патологического положения пятки, отклоненной наружу, является характерный износ обуви ребенка при условии, что она соответствует размеру стопы. При нормальном положении пятки в обуви каблук изнашивается посередине и немного с наружной стороны. При плоскостопии износ каблука идет преимущественно по внутреннему краю.

Если при осмотре ребенка старше трех лет у вас возникли какие-либо сомнения, то необходимо проконсультироваться у врача-ортопеда.

Особое внимание надо обращать на частые и повторяющиеся жалобы детей на усталость и боли в стопах и голенях после игры или прогулки, что должно явиться сигналом тревоги у родителей. Эта боль указывает на снижение выносливости стоп к физическим нагрузкам, а следовательно, может быть началом заболевания. Если родители не обратят внимания на жалобы ребенка, то может наступить следующая стадия заболевания — опущение сводов стопы. Поэтому, если ребенок жалуется на боли, следует обязательно обратиться к ортопеду для квалифицированного осмотра, который по медицинским показаниям сделает рентгеновское исследование стоп.

Следует заметить, что случаи врожденного плоскостопия достаточно редки, чаще всего плоскостопие — приобретенное заболевание, которое и в запущенных случаях можно излечить, но лучше все-таки предупредить его с помощью профилактических мер.

ПРОФИЛАКТИКА ПЛОСКОСТОПИЯ

Наиболее эффективным средством предупреждения плоскостопия является общее укрепление организма, гармоничное физическое развитие ребенка и формирование натренированных сильных мышц и крепких связок стопы.

Уже в младенческом возрасте следует обеспечить ребенку наибольшую свободу движений, чтобы мышцы и кости стопы правильно развивались. Нельзя стеснять стопы малышей тесными носками или ползунками, здоровым детям на первом году жизни предпочтительнее надевать мягкую обувь типа пинеток.

Освоение ребенком первых навыков стояния и ходьбы несет определенную опасность формирования неправильного положения стоны. Ожидая этого момента с нетерпением, родители, как правило, стараются ускорить его, бессознательно причиняя своему ребенку непоправимый вред, поскольку освоение навыков стояния раньше срока является перегрузкой для неокрепших еще костно-мышечных структур стопы.

Обязательно надо обращать внимание на формирование с возрастом (к двум-трем годам) правильной походки, при которой стопы уже следует ставить прямо вперед, а не поворачивать их внутрь или наружу.

Родители, не забывайте об общеизвестной истине, что стопы человеку даны для передвижения, а не для стояния. Поэтому, начиная с детского возраста, желательно избегать переутомления мышц, связанного с длительным стоянием, и разумно чередовать его с передвижением ребенка.
Очень полезно предоставлять детям возможность походить босиком по земле, по песку или гальке на пляже (но не по коврам или паркету), то есть обеспечить стопам физическую тренировку.

Правильно подобранная обувь, в строгом соответствии с размером детской стопы, может обеспечить ее нормальное развитие и уменьшить вероятность появления плоскостопия. Тесная обувь, как и чрезмерно свободная, приносит большой вред развивающейся стопе ребенка. Короткая и узкая обувь ограничивает движение в суставах, почти полностью исключает подвижность пальцев, приводит к их искривлению, врастанию ногтей, а также нарушает потоотделение, кровообращение, теплорегулирование. Чрезмерно широкая и свободная обувь приводит к смещению стопы внутри обуви в процессе движения, в результате могут появиться потертости кожи, не исключено также подвертывание стопы в голеностопном суставе.

ПОДБОР ОБУВИ

Для того, чтобы правильно подобрать обувь, необходимо научиться определять размер стопы ребенка.

Необходимо знать, что при нагрузке увеличивается размер стопы, как в длину, так и в ширину, поэтому размер стопы надо измерять только в положении стоя! Стопу ребенка ставят па лист бумаги, при этом края бумаги со всех сторон должны выступать за контуры стопы. Очерчивают ее плоско заточенным или продольно расколотым карандашом так, чтобы графит касался стопы. Сначала перпендикулярно установленным карандашом от середины пятки обводят внутренний контур стопы до конца большого пальца, затем так же очерчивают стопу с наружной стороны.

Размер стопы определяется ее длиной, выраженной в миллиметрах. Длина стопы измеряется линейкой или сантиметровой лентой от крайней точки обведенной пятки до наиболее длинного пальца, с округлением в сторону увеличения. Так, например, длина стопы 142 миллиметра, значит, обувь должна быть 145-го размера (14,5).

Признаком правильно подобранной обуви является наличие расстояния в один сантиметр между концом самого длинного пальца и носком ботинка.

Есть более простой способ определения соответствия обуви стопе ребенка, но он менее точен. Для этого обувь необходимо расшнуровать и стопу установить на верх обуви, погружая в нее только пяточный отдел стопы. При этом пятка должна соприкасаться с задником обуви. Когда пальцы стопы свисают или совпадают с верхом обуви, то ее носить нельзя.

Необходимо учитывать, что нога ребенка растет очень быстро, особенно в первые годы жизни, поэтому измерение стоп надо проводить не реже одного раза в два месяца, чтобы вовремя заметить необходимость замены обуви.

При покупке новой обуви необходимо учитывать, что ослабленным детям, детям с признаками рахита следует выбирать более высокую обувь типа ботинок. В летний период для такого ребенка предпочтительнее приобретать сандалии с высоким, достаточно жестким задником, а также туфли на шнурках или с ремешком. Обувь обязательно должна быть на каблуке высотой до одного сантиметра.

Очень часто младшие дети донашивают обувь старших. Это делать нежелательно. Каждый ребенок имеет свою индивидуальную форму стопы и соответственно ей изнашивает обувь. Поэтому использование «чужой» обуви с измененной формой верха и подошвы может оказать неблагоприятное воздействие на нестабильную, растущую стопу ребенка и сформировать неправильную установку стопы при ходьбе.

Если по каким-либо причинам не удалось предупредить развитие деформации стопы, следует прибегнуть к предлагаемым методам лечения плоскостопия.

ЛЕЧЕНИЕ ПЛОСКОСТОПИЯ

Если врач подтвердил ваши сомнения и установил диагноз — плоскостопие, надо точно выполнять все его назначения.

Помните, что ранняя диагностика, систематичность и комплексность проводимых мероприятий — залог успешного лечения.

Применение ортопедических стелек является одним из эффективных методов лечения, препятствует дальнейшему развитию деформации свода стопы.

Знайте, что без назначения врача заказывать индивидуальные или покупать готовые ортопедические стельки нельзя. Такие стельки могут принести стопе ребенка больше вреда, чем пользы. Вопрос о необходимости использования ортопедических стелек может и должен решать только врач-ортопед.

Ортопедические стельки необходимо вкладывать в обувь, хорошо фиксирующую стопу — в ботинки или туфли на шнурках. или с ремешком на подъеме. В зимнее время допускается вкладывание стелек в валенки. Стельки в сочетании с тапочками или сандалиями не дают должного лечебного эффекта, поскольку эта обувь не обеспечивает ее фиксации. Так как ортопедическая стелька занимает определенный объем в обуви, последнюю необходимо приобретать на один размер больше, чем требуется по длине стопы.

Знайте, что стельки имеют определенный срок годности. Индивидуально изготовленные стельки из пробки необходимо менять не реже одного раза в полгода. Готовые стельки из более мягких эластичных материалов следует менять еще чаще — каждые три-четыре месяца.
При лечении плоскостопия врач помимо ортопедических стелек назначает специальные процедуры и упражнения. Не пренебрегайте ни одним из этих мероприятий! Ортопедические стельки лишь пассивно поддерживают ослабленный мышечно-связочный аппарат стопы, а массаж стоп, голеней и лечебная гимнастика восстанавливают функции мышц стопы.

МАССАЖ СТОП И ГОЛЕНИ

Массаж мышц передней и внутренней поверхности голени, а также подошвенной поверхности стопы, целесообразен при лечении плоскостопия. Для выполнения массажа желательно прибегать к услугам специалиста либо обучаться основным приемам под его руководством.

Лечебная гимнастика, применение для стоп активных упражнений является весьма важным профилактическим и лечебным средством.

Родители должны всячески способствовать движениям ребенка, укрепляющим мышцы стоп. Такие движения можно выполнять отдельно в форме игры или включать в комплекс утренней гимнастики. К ним относятся катание босой стопой по полу скалки или мяча, поднимание пальцами стоп платочка с пола или какой-нибудь игрушки, ходьба на наружных краях стоп, ходьба на носках. Все эти упражнения, выполняемые систематически, хорошо развивают мышцы стоп. Прекрасно тренируются мышцы ног и всего тела при плавании.

Основной комплекс лечебной гимнастики для стоп можно выполнять в домашних условиях.

ГИГИЕНА ДЕТСКИХ СТОП

Залогом здоровых стоп является тщательный гигиенический уход за ними. Ежедневно перед сном ребенку необходимо мыть ноги теплой водой с мылом, а затем вытирать их досуха сразу после ванны, обращая внимание на осушение межпальцевых промежутков.

Не реже одного раза в две недели ребенку следует обрезать ногти на пальцах. Лучше это делать после общей гигиенической ванны или предварительно вымыть ноги теплой водой.

Ногти надо обрезать поперек, не округляя их по бокам. Никогда не следует вырезать их до ногтевого ложа, что чревато развитием «вросших ногтей», а также использовать с этой целью нож или безопасную бритву.

Дорогие родители! Ваша внимательность, осведомленность, своевременное обращение к врачу и строгое выполнение наших рекомендаций — залог здоровья ног вашего ребенка и его здоровья в целом.

Известно, что от состояния стоп ребенка зависит развитие костно-суставного аппарата и его здоровье в целом.

Будьте здоровы и берегите себя!

Полей Аркадий Яковлевич
Врач ортопед-травматолог, подиатр

Деформация коленного сустава | Блог о здоровье

У многих людей проблемы с суставами колена и бедра начинаются в пожилом возрасте. Это связано с разрушением костей и истончением хрящевой ткани. Но деформация коленного сустава, в отличие от артрита или старых травм, проявляется и в детском возрасте, и даже может быть заложена ещё в период беременности.

Что такое искривление коленного сустава?

Искривлённые колени — одно из самых распространённых ортопедических заболеваний. Из-за него меняется походка, появляется косолапость. Ощущается постоянная боль в коленях. Простые прогулки приносят дискомфорт и усталость. Лёгкая деформация не приносит боли при обычной жизни, и носит исключительно эстетический характер.

При деформации колено смещается внутрь или наружу, что приводит к разворачиванию бедра и голени, изменению угла опоры и искривлению костей ноги. Врачи различают два вида деформации:

вальгусная — колени выворачиваются внутрь, силуэт ног похож на букву Х;
варусная — колени смещаются наружу, ноги напоминают букву О.

Заболевание делится также по степени проявления:

лёгкая, при которой отклонение ноги не превышает 15 градусов;
средняя, которая характеризуется углом ноги в 15-20 градусов и смещением механической оси ноги к краю кости;
тяжёлая, при которой угол голени превышает 20 градусов, а колено находится за пределами механической оси ноги.

Причины деформации коленного сустава

Заболевание может развиться в разные стадии жизни: до рождения, в детстве и у взрослого человека. Врождённая аномалия формы коленей проявляется, если у матери во время беременности:

было отравление токсическими веществами,
происходили частые стрессовые ситуации,
присутствовало лечение антибиотиками,
были проблемы с эндокринной системой.

Если же ребёнок родился здоровым, то у него есть шанс заболеть деформацией суставов в следующих случаях:

при недостатке кальция и витамина D в пище,
при избыточной массе тела,
на фоне хронических или врождённых болезней хрящевой и костной ткани,
при долгом ограничении движения,
при слишком ранней попытке научиться ходить.

Из-за недостатка питательных веществ кости и хрящи становятся более мягкими и хрупкими. Если ребёнок рано встанет на ноги, которые ещё не будут приспособлены держать его вес, то суставы неизбежно искривятся.

У взрослого человека есть несколько путей приобретения этого заболевания:

переломы ног со смещением,
разрыв связок и вывих одного и того же колена несколько раз,
повреждения и заболевания хрящевой ткани.

Конечно, при недостатке витаминов и минералов в питании проблемы с коленями появятся и у взрослого. Однако на уже развитых суставах риск получить серьёзное искривление куда ниже, чем во время роста.

Как диагностировать и лечить?

Врач увидит сильную деформацию коленного сустава при визуальном осмотре. Для этого он измерит расстояние между щиколотками (при вальгусной деформации) или коленями (при варусной) в расслабленном состоянии. Если у него появится подозрение на патологию, то он назначит полноценные обследования коленей и костей таза:

В редких случаях, при запущенной стадии болезни нужно сделать снимки поясничного и крестцового отделов позвоночника.

Если болезнь проявилась после травмы или развития патологий суставов, врачам придётся поработать с первичным заболеванием. Здесь уже могут понадобиться снимки позвоночника, общий и биохимический анализы крови, а также исследования синовиальной жидкости.

Лечение деформации включает в себя физиотерапию и массаж, использование ортопедической обуви, лёгкую лечебную физкультуру, изменение диеты. Могут назначить хондропротекторы и противовоспалительные препараты. В тяжёлой стадии искривление исправляют хирургическим путём.

Избавиться от болезни-причины необходимо, так как кривизна ног приведёт к тяжёлым последствиям. Нарушается строение не только нижних конечностей, но и всего тела. Деформация коленного сустава имеет множество последствий: от плоскостопия до сколиоза и серьёзных искривлений позвоночника. Боль в коленях и пояснице будет усиливаться со временем, разовьётся быстрая усталость и утомляемость при ходьбе.

Профилактика искривления коленных суставов

У детей

Первую профилактику следует проводить ещё матери: она должна тщательно следить за своим питанием и приёмом лекарств во время беременности. При возможности, нужно провести это время в чистом районе, а не в центре города. Следует избегать любого взаимодействия с токсическими веществами: красками, растворителями, инсектицидами.

В первые годы ребёнок должен получать достаточное количество кальция и витамина D, регулярно бывать на свежем воздухе. Не следует ограничивать его движения или, наоборот, пытаться посадить или поставить на ноги раньше, чем он сам будет готов это сделать. Если у него есть врождённая склонность к слабым суставам, следует наблюдаться у специалиста. Возможно, он посоветует коррекцию питания или физической активности.

У взрослых

Взрослому человеку достаточно вести здоровый образ жизни, регулярно делать хотя бы лёгкую гимнастику, полноценно питаться и носить удобную обувь. Берегите себя от травм, вовремя лечите инфекционные заболевания.

Для предотвращения развития уже имеющейся деформации следуйте рекомендациям врача: принимайте назначенные препараты, используйте ортопедическую обувь, занимайтесь лечебной физкультурой. Обязательно следите за своим питанием, чтобы в нём присутствовало достаточное количество витаминов и минералов. Эти действия не только помогут при проблемах с суставами, но и избавят от множества других неприятных симптомов.

И не откладывайте визит к врачу, если вы или ваш ребёнок почувствовали боль в колене и изменение походки. Деформация коленного сустава намного проще лечится на начальной стадии, когда проблемы ещё почти незаметны.

Дракункулез (болезнь ришты)

Дракункулез редко приводит к смертельному исходу, но на много месяцев нарушает нормальное функционирование пораженных инвазией лиц. Проблема затрагивает население сельских, неблагополучных и отдаленных районов, в которых основным источником питьевой воды являются открытые водоемы, в частности сельскохозяйственного назначения.

Масштабы проблемы

Согласно оценкам, в середине 1980-х гг. в мире происходило 3,5 миллиона случаев заболевания дракункулезом в 20 странах, в том числе в 17 странах Африки. В 2007 г. число зарегистрированных случаев заболевания впервые сократилось до менее чем 10 000, а в 2012 г. снизилось до 542 случаев. За последние восемь лет число случаев заболевания среди людей измерялось двузначными цифрами (28 случаев заболевания людей в 2018 г. и чуть больше – 54 случая – в 2019 г.).

Передача возбудителя, жизненный цикл и инкубационный период

Спустя примерно год после инвазии образуется мучительно болезненный волдырь, который в 90% случаев локализуется на голени, и один или более червей высвобождаются наружу, вызывая ощущение жжения. Для облегчения обжигающей боли пациенты часто погружают пораженную паразитом часть тела в воду. При этом червь выпускает в воду тысячи личинок. Эти личинки проглатываются крошечными ракообразными, или копеподами, также называемыми водяными блохами, и впоследствии достигают инвазивной стадии.

Люди пьют загрязненную воду, проглатывая при этом зараженных водяных блох. Водяные блохи погибают в желудке человека, а инвазивные личинки высвобождаются. После этого личинки через стенки кишечника проникают в ткани организма. Оплодотворенная самка червя (длиной 60–100 см) мигрирует через подкожные ткани и добирается до точки выхода, обычно расположенной на нижних конечностях, в результате чего на коже образуется волдырь или припухлость, из которой она в конечном итоге высвобождается наружу. Высвобождение червя происходит спустя 10–14 месяцев после заражения.

Профилактика

Для профилактики и лечения этой болезни не существует вакцин или лекарств. Профилактика тем не менее возможна, и именно благодаря профилактическим стратегиям эта болезнь находится на грани ликвидации. Стратегии профилактики включают:
усиление эпиднадзора в целях выявления каждого пациента в течение 24 суток после обнажения червя;
профилактику выделения каждой особью червя личинок за счет оказания помощи пациенту и регулярной обработки поврежденного участка кожи и наложения на него повязок вплоть до полного высвобождения червя из тканей;
предотвращение загрязнения питьевой воды путем запрещения зараженным пациентам с признаками высвобождения паразита заходить в воду;
обеспечение более широкого доступа к источникам безопасной питьевой воды для предупреждения заражения;
фильтрацию воды из открытых водоемов перед ее употреблением;
борьбу с переносчиками с использованием противоличиночного средства темефос; и
расширение санитарно-профилактической работы и содействие изменению поведения населения.
Этапы ликвидации заболевания
В мае 1981 г. Межучрежденческий руководящий комитет по совместным действиям в рамках Международного десятилетия питьевого водоснабжения и санитарии (1981–1990 гг.) предложил включить ликвидацию дракункулеза в число показателей успешного проведения Десятилетия. В том же году руководящий орган ВОЗ – Всемирная ассамблея здравоохранения – приняла резолюцию (WHA34.25), в которой она отметила, что Международное десятилетие питьевого водоснабжения и санитарии представляет возможность для ликвидации дракункулеза. После этого ВОЗ и Центры по контролю и профилактике заболеваний Соединенных Штатов сформулировали стратегию и технические руководящие принципы проведения кампании по ликвидации.
В 1986 г. к борьбе против этой болезни присоединился Центр Картера, который действует в партнерстве с ВОЗ и ЮНИСЕФ и до сих пор является одним из ведущих учреждений в деле ликвидации этого заболевания. В 2011 г., желая придать решающий импульс этой работе, ВОЗ призвала все эндемичные по дракункулезу государства-члены ускорить принятие мер по прекращению его передачи и усилить общенациональный эпиднадзор для обеспечения его ликвидации.
Сертификация стран
Страна может быть объявлена свободной от дракункулеза, если она в течение как минимум трех лет подряд не регистрирует ни одного случая передачи паразита при условии проведения активного эпиднадзора.
По истечении этого периода международная группа специалистов по сертификации посещает страну для оценки соответствия системы эпиднадзора и изучения документации о расследовании сигналов о возможных случаях заболевания и принимаемых ответных мерах.
Группа изучает такие показатели, как доступ к улучшенным источникам питьевой воды в районах обитания паразита, и посещает сельские населенные пункты для подтверждения отсутствия передачи возбудителя. Оцениваются также риски повторного появления болезни. На заключительном этапе в Международную комиссию по сертификации ликвидации дракункулеза (МКСЛД) направляется соответствующий отчет.
Начиная с 1995 г. МКСЛД провела 12 совещаний, по рекомендации которых ВОЗ сертифицировала в качестве свободных от дракункулеза 199 стран и территорий (входящих в состав 187 государств-членов ВОЗ).
В последнее время этот статус был присвоен в феврале 2018 г. Кении, которая ранее была эндемичной по дракункулезу.
Непрерывный эпиднадзор
Согласно рекомендациям ВОЗ, на территории страны и/или района, где недавно была прервана передача болезни ришты, необходимо как минимум в течение трех лет осуществлять активный эпиднадзор. Это необходимо для того, чтобы не пропустить случаев заболевания и предупредить возвращение болезни.
Поскольку период созревания червя продолжается 10–14 месяцев, один единственный пропущенный случай заболевания отодвигает сроки ликвидации на один год или более. Данные о возвращении заболевания были получены в Эфиопии (2008 г.), которая ранее объявила о прекращении передачи гельминта в рамках национальной программы по ликвидации заболевания, а в последнее время (2010 г.) – в Чаде, где передача болезни возобновилась спустя почти 10 лет полного отсутствия регистрируемых случаев.
Считается, что передача паразита в стране прекращена, если случаи заболевания не регистрируются на протяжении 14 месяцев подряд. После этого страна на протяжении как минимум трех лет после выявления последнего случая местной передачи остается на стадии предварительной сертификации, в течение которой она обязана проводить интенсивные мероприятия по эпиднадзору за заболеванием. Эпиднадзор должен продолжаться и после сертификации, до тех пор пока не будет провозглашена глобальная ликвидация заболевания.
Актуальные задачи
Самой сложной и дорогостоящей задачей в процессе ликвидации является выявление и изоляция последних остающихся пациентов, поскольку они обычно проживают в удаленных и нередко недоступных сельских районах.
Выполнение этой задачи осложняется в первую очередь небезопасной обстановкой, препятствующей посещению эндемичных по дракункулезу районов, особенно в странах, где продолжают происходить случаи инвазии среди людей и животных.
Неблагоприятным фактором для осуществления программы являются инвазии D. medinensis у собак, особенно в таких странах, как Чад, Эфиопия и Мали. Это явление было отмечено в Чаде в 2012 г., и с тех пор в той же зоне риска продолжают выявляться собаки с признаками высвобождения червей, генетически неотличимых от червей, встречающихся у людей. Инвазии Dracunculus medinensis среди собак остаются препятствием для осуществления кампании по глобальной ликвидации этого заболевания. В 2019 г. в Чаде было зарегистрировано 1935 зараженных собак и 46 зараженных кошек; в Эфиопии были выявлены две зараженные собаки и шесть зараженных павианов; в Мали инвазии были определены у девяти собак, а в Анголе – у одной собаки. Передачу гельминта у животных можно прервать путем усиления эпиднадзора на предмет выявления всех зараженных животных и их изоляции (привязывания зараженных и профилактического содержания на привязи здоровых особей), проведения санитарно-просветительской работы среди местного населения и владельцев животных и осуществления интенсивных и всеобъемлющих мероприятий по борьбе с переносчиками.
Деятельность ВОЗ
В целях борьбы с дракункулезом ВОЗ проводит информационно-разъяснительную работу по вопросам ликвидации заболевания, выпускает технические рекомендации, координирует мероприятия по ликвидации, контролирует эффективность эпиднадзора в районах, свободных от дракункулеза, а также отслеживает достигнутый прогресс и выпускает соответствующие доклады.
ВОЗ является единственной организацией, уполномоченной по рекомендации МКСЛД сертифицировать страны в качестве свободных от этой болезни. В состав МКСЛД в настоящее время входят девять экспертов по вопросам общественного здравоохранения из шести регионов ВОЗ. Комиссия по мере необходимости проводит совещания для оценки параметров передачи болезни в странах, подавших заявки на сертификацию ликвидации дракункулеза, и выносит рекомендации в отношении их сертификации в качестве свободных от передачи паразита.
(1) До провозглашения независимости 9 июля 2011 г. Южный Судан входил в состав Судана. Случаи заболевания болезнью ришты в Южном Судане регистрировались как случаи заболевания в Судане; соответственно с 1980-х гг. по 2011 г. к числу эндемичных по данному заболеванию относились 20 стран.
Как выбрать обувь, безопасную для здоровья?

Строение опорно-двигательного аппарата обеспечивает равномерное распределение массы тела вдоль оси туловища и на всю площадь стопы. Одна из наиболее важных функций в распределении веса связана с уникальной анатомией стопы. Она сложно устроена — имеет 26 костей, 33 сустава, за ее работу и стабильность отвечают более 100 связок и сухожилий.

Обувь может сильно влиять на распределение массы тела и быть как полезной, так и вредной. В этой связи больше всего вопросов вызывают обувь на высоком каблуке (шпильках) и обувь с плоской подошвой.

Негативному влиянию «неправильной» обуви, конечно же, больше всего подвержена стопа, ведь она выполняет большую работу по поддержанию веса и баланса тела, когда вы стоите, ходите, бегаете, прыгаете, приседаете и т. п. Но неправильная обувь может нарушать нагрузку и на весь опорно-двигательный аппарат. Объясняя этот феномен пациентам, я обычно привожу в пример аналогию с домом на сваях: при изменении угла сваи перекосить может весь дом.

Обувь на высоком каблуке приводит к избыточным нагрузкам на передние отделы коленного сустава, что может служить причиной болей под надколенниками (пателлофеморальный болевой синдром) или причиной возникновения различных заболеваний коленных суставов, связанных с патологической нагрузкой. Высокие каблуки вызывают избыточное сгибание тазобедренных суставов при ходьбе, что увеличивает риск развития артроза тазобедренных суставов с возрастом. Смещение веса тела кпереди также приводит к некоторому чрезмерному выпрямлению поясничного отдела позвоночника, что повышает нагрузку на мышцы поясницы, вызывая боль в этой области и (возможно в дальнейшем) прогрессирование «остеохондроза».

Обувь на плоской подошве резко снижает возможности разгрузки сводов стопы, вызывая их «проседание» под весом тела. Это приводит к снижению амортизационных возможностей стопы, возникает растяжение, большое напряжение на мышцы и фасции свода стопы, что может служить причиной развития воспаления подошвенной фасции — так называемого плантарного фасциита (больше известного как «пяточная шпора»). Могут воспаляться ахилловы сухожилия, задние отделы голеностопного сустава, мышцы голени, мышцы задней поверхности бедра, поясничный отдел позвоночника. И само собой, это может усиливать стойкие нарушения формы стопы в виде усиления разных видов плоскостопия.

— Правда, что на каблуках ходить вредно? Почему? Сколько часов в день можно проводить на шпильках?

— Четкого критерия не существует, но важно знать, что обувь на шпильках в принципе вредна. Какими бы красивыми ни были туфли на высоком каблуке, они не подходят для прогулок или для работы в офисе в течение всего дня. Да, это эффектно, но небезопасно. Однако дамы, которые ходят на шпильках, вряд ли заметят это сразу. Ведь многие вредные факторы могут компенсироваться в течение длительного времени. Но постепенно, по мере нарастания усталости и снижения компенсаторных механизмов, проблемы могут стать заметными, а порой и усугубиться.

Основная причина в том, что высокие каблуки переносят вес тела вперед, к подушечкам пальцев ног, что очень сильно повышает давление на мышцы и суставы передних отделов стоп. Это может служить причиной болей в стопах и приводить к таким изменениям их строения, как поперечное плоскостопие (уплощение поперечного свода стопы). Следствием этих процессов становятся такие заболевания, как хронический болевой синдром (метатарзалгия), вальгусная деформация 1х пальцев стоп (так называемые «шишки»), молоткообразная деформация пальцев, невриномы Мортона и т. п. Чем выше каблук, чем дольше стопа находится в неправильном положении, тем больше вероятность таких изменений. Конечно же, это не проявляется сразу, но с возрастом связки и сухожилия немного ослабевают и без дополнительных факторов, сила тяжести и масса тела изменяют форму стопы, своды постепенно «проседают», стопы становятся шире и «вытягиваются». Значительные колебания веса, такие как увеличение веса во время беременности, могут даже увеличить размер ноги и, соответственно, обуви.

— Какая высота каблука безопасна? Что делать тем, кому на работе обязательно надо ходить на высоких каблуках?

— На этот счет много мнений. Самое простое — ходить в той обуви, в которой удобно. Наиболее безопасны каблуки от 4 до 6 см, в зависимости от роста или от длины ног. Мне попадались и более точные расчеты оптимальной высоты каблука по формулам: длина стопы (в см) : 7 (например 26 см : 7 = 3,7 см) или (рост (в см) : длина ног (в см) – 1,61)*10 (например (170 см : 80 см – 1,61)*10 = 5,15 см).

Но даже оптимальная длина каблука повышает нагрузку на передний отдел стопы приблизительно от 22 до 57%, при этом многим женщинам почему-то так более комфортно, что приходится признавать, но сложно понять мужчине, даже травматологу-ортопеду.

— Есть мнение, что кеды на плоской подошве тоже вредны. Так ли это?

— Да, и не только кеды. Плоская подошва провоцирует развитие плоскостопия и еще таких заболеваний, как пяточная шпора. Помимо плоской подошвы некоторые модели кедов имеют еще и очень тонкую подошву, которая не обладает достаточными свойствами амортизации, от этого могут страдать не только стопы, но и колени.

— А что насчет балеток, сланцев?

— То же, что и с кедами, особенно если речь идет не о мягкой, а о кожаной обуви. Такая обувь не разгружает стопу и не имеет достаточной амортизации. Мое мнение — нужно покупать анатомическую обувь.

— Тогда и узкие носы у туфель отменяются?

— Тут вопрос сложный. Узкие носы могут быть продолжением обычной колодки ботинок или сапог (пример — ковбойские сапоги или арабские туфли), а может быть действительно узкая обувь. Вот она однозначно вредна, поскольку приводит к сдавлению передних отделов стопы. Это провоцирует такие проблемы, как вросший ноготь, травмы и деформации ногтей пальцев стопы. Сдавление костей может стать причиной появления болей в стопе, развития неврином Мортона.

— Нужно ли выбирать обувь с супинатором? В чем его смысл?

— С возрастом практически все понимают, что в обуви с супинатором легче, поэтому сами переходят на такую обувь. Я думаю, что обувь с супинатором нужна всем. Основная задача супинатора — разгрузка продольного свода стопы, что снижает вероятность появления болей. Просто стандартные супинаторы могут подходить далеко не всем. Подбор супинатора — очень сложная тема, ее нужно обсуждать отдельно.

— Какую обувь нужно носить людям с плоскостопием?

— Плоскостопие — это собирательный термин. Есть много разных видов плоскостопия, есть и другие особенности строения стопы, которые влияют на выбор обуви или стелек. Соответственно сначала нужно определить вид и степень плоскостопия. А это обычно делают специалисты, причем с использованием специальных устройств и приборов. Стандартного ответа на такой вопрос нет. Если у человека есть плоскостопие, и это вызывает какие-либо жалобы, оптимально обратиться к специалисту и подобрать обувь, исходя из индивидуальных особенностей. Как минимум, желательна анатомическая обувь с хорошими, пусть стандартными, супинаторами. Такая обувь бывает достаточно изящной, но и цена ее выше, чем у обычной обуви.

— Все любят носить разную обувь, но какая лучше всего для здоровья?

— Сложный вопрос. По всей видимости, удобную анатомическую обувь. Лично мне нравится определение: «Обувь должна соответствовать вашей активности». Ведь даже форма и колодка кроссовок отличаются в зависимости от вида спорта…

— Кажется, кроссовки — идеальная обувь. Можно ли ходить в них постоянно?

— Можно, но не обязательно, и нужно следить за гигиеной стоп.

— Какой размер обуви оптимален для здоровья стоп? Ровно по ноге или чуть больше?

— Обувь должна повторять анатомию стопы. Поэтому ни больше, ни меньше реального размера стопы обувь быть не должна. Размер спортивной обуви, например, должен максимально соответствовать длине стопы спортсмена. Такая обувь комфортна и безопасна.

Кожа: строение и функции кожи человека

Что такое кожа
Кожа покрывает все наше тело и является самым крупным органом человека. У взрослого человека площадь кожи составляет около 2 квадратных метров. Вместе с подкожной жировой клетчаткой ее вес составляет в среднем 16-17% от общей массы тела [3].
Она защищает наш организм от окружающей среды, поддерживая его гомеостаз (саморегулирующийся процесс). Кожа обеспечивает естественную терморегуляцию: предотвращает перегрев или переохлаждение организма. Она участвует в дыхании и обменных процессах.
На коже, как в зеркале, отражаются наши эмоции и физическое состояние.
Строение кожи
Если говорить про строение кожи, то она состоит из трех основных слоя: эпидермис, дерма и гиподерма (подкожно-жировая клетчатка). Рассмотрим строение кожи чуть детальнее.
Эпидермис
Epi переводится с греческого как “над”, dermis — кожа. Эпидермисом называют верхний слой кожи, его толщина около 0,05-0,1 мм [1].
В строении эпидермиса выделяют четыре слоя [2]:
• базальный
• шиповатый
• зернистый
• роговой (наружный слой)
Каждые 3-4 недели происходит обновление эпидермиса. Этот процесс начинается в базальном (зачатковом) слое. Клетки поднимаются к верхнему роговому слою, преобразуясь в другие виды клеток на этом пути.
Клетки на базальной мембране созревают и превращаются в кератиноциты. Кератиноциты делятся и перемещаются ближе к внешнему слою — роговому. По мере выталкивания клеток к поверхности, они становятся более плоскими. В конце они теряют свое ядро, отмирают и превращаются в чешуйки, из которых и состоит роговой слой. Таким образом создается барьер от внешней среды. Процесс обновления рогового слоя постоянен, мы теряем около 40 000 чешуек в минуту. Если кожа здорова этот процесс незаметен глазу. [1].
Дерма
Под эпидермисом находится более глубокий слой — дерма (dermis — кожа). Ее толщина составляет почти 2 мм. Она представлена соединительной тканью, основу которой составляют прочные белковые волокна-коллаген и эластин. Прочной нашу кожу делает коллаген, упругой — эластин.
В дерме расположена сложная сеть из кровеносных и лимфатических сосудов, нервных окончаний,также в дерме расположены волосяные фолликулы, потовые и сальные железы. По строению дерму можно разделить на два уровня: поверхностная папиллярная дерма и глубокая ретикулярная дерма.
Гиподерма (подкожная жировая клетчатка)
Гиподерма ( или subcutis (sub — под, cutis — название дермы и верхнего слоя кожи))- это самый крупный и самый тяжелый слой, без него кожа бы весила 3 кг, а с ним может весить до 20 кг [3].
Благодаря гиподерме, тело человека обретает мягкие черты, без нее четко виднелись бы кости и суставы. В строении этого слоя участвуют рыхлая соединительная ткань и жир. Гиподерма пронизана кровеносными сосудами и нервными окончаниями, но более крупными, чем в дерме.
Конечно, строение кожи гораздо сложнее, но эти три слоя, из которых кожа состоит, представляют собой основные ее “этажи”.
Функции кожи
Функции кожи очень разнообразны и у каждого ее слоя есть свои задачи.
Эпидермис в первую очередь создает защитный барьер и обладает кислотной мантией. Он защищает от воздействия различных вредных веществ и аллергенов, а такжемеханических воздействий. Защитная функция кожи — одна из наиболее важных.
Кислоты на роговом слое понижают pH и связывают воду, сохраняя верхний слой кожи увлажненным. Уровень pH важен для микробиома кожи — совокупности микроорганизмов на поверхности кожи человека которые выполняют важные защитные и регуляторные функции.
В шиповатом слое находятся клетки Лангерганса, которые отвечают за иммунную защиту кожи. Клетки Меркеля тоже расположены в верхнем слое и среди их функций — обеспечение кожной чувствительности [2].
Еще в эпидермисе есть пигментные клетки меланоциты, определяющие цвет кожи и выполняющие функцию защиты от УФ лучей [2].
Дерма регулирует теплоотдачу тела. Чтобы снизить температуру тела, потовые железы выводят влагу на поверхность кожи. Чтобы согреть нас, она уменьшает приток крови к коже что способствует сохранению тепла внутри организма.
Благодаря дерме наша кожа прочная и эластичная. Здесь расположены волосяные фолликулы, из которых растут волосы.
Кровеносные сосуды дермы снабжают кожу кислородом и питательными веществами, поддерживают иммунную систему. Нервные окончания, расположенные в дерме, передают важную информацию мозгу, например о жаре или о боли.
В гиподерме накапливаются и хранятся питательные вещества. Подкожно-жировая клетчатка предотвращает переохлаждение организма. Она создает дополнительную защиту для внутренних органов.
Как видите, невозможно переоценить важность для человека функций кожи.
Уход за кожей
Лицо
Уход за кожей лица зависит от состояния вашей кожи (чувствительность, выделения сальных желез, возрастные изменения и др.) и лучше, чтобы его подобрал дерматолог. Базовый уход включает в себя очищение, увлажнение и защиту от солнца. Средства подбираются индивидуально.
Тело
Одним из основных правил по уходу за кожей является отказ от ежедневного купания с мылом. Каждый день принимать душ без вреда для кожи можно только используя воду, так как у нее нейтральное значение pH. Если вы хотите использовать моющее средство, оно должно быть без запаха, без цвета и почти не должно пениться. Используя мыло, с высоким pH, мы разрушаем защитный барьер, а для полного восстановления эпидермису требуется 4 недели.
Для кожи человека полезнее принимать душ, чем ванну. Так как при долгом лежании в пенной ванне кожа выщелачивается.
Будьте осторожны с различными маслами. Они являются агрессивными очищающими средствами и не подходят для ухода. Из-за частого использования масла на коже могут появиться сухие экземы. Гораздо лучше для выполнения функции увлажнения подходят жиросодержащие кремы, мази или липолосьоны [1].
Ноги
Не стоит агрессивно удалять ороговевший слой, так как он защищает мягкие ткани от сдавливания. Его избыток можно убрать пилкой .
На ороговевшем слое ног могут возникать трещины, и кожа может становится шершавой. Для того, чтобы опасные бактерии не проникали через трещины на коже, можно использовать жирную мазь. Нанесите ее перед сном и оберните стопы в непроницаемую для воздуха пленку. Такая процедура позволит мази проникнуть даже в ороговевший слой [1].
Используемая литература:
1. Адлер Й. Что скрывает кожа. 2 квадратных метра, которые диктуют, как нам жить. М.: Издательство «Э», 2017, с. 13.
2. Быков В.Л. Частная гистология человека. 2 изд. СПб.: СОТИС, 1999, с. 215.
3. Медицинская энциклопедия. Кожа[Электронный ресурс] URL: dic.academic.ru/dic.nsf/enc_medicine/14590

Ученые выяснили, что люди унаследовали от неандертальцев и денисовцев
https://ria.ru/20191130/1561761814.html

Ученые выяснили, что люди унаследовали от неандертальцев и денисовцев
Ученые выяснили, что люди унаследовали от неандертальцев и денисовцев — РИА Новости, 30.11.2019
Ученые выяснили, что люди унаследовали от неандертальцев и денисовцев
Еще сто тысяч лет назад на Земле обитали как минимум шесть видов людей. Сегодня остался только один — Homo sapiens, но зато он совмещает в себе самые… РИА Новости, 30.11.2019
2019-11-30T08:00
2019-11-30T08:00
2019-11-30T09:03
наука
неандертальцы
геном
днк
анатолий деревянко
открытия — риа наука
российская академия наук
москва
юар
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdn23.img.ria.ru/images/124411/98/1244119805_0:186:3601:2211_1920x0_80_0_0_c17e8ea43ec1e8f03c547aab9ad5cd3e.jpg
МОСКВА, 30 ноя — РИА Новости, Альфия Еникеева. Еще сто тысяч лет назад на Земле обитали как минимум шесть видов людей. Сегодня остался только один — Homo sapiens, но зато он совмещает в себе самые эволюционно успешные черты ближайших родственников. РИА Новости разбирается, какие качества древних людей могло унаследовать современное население планеты.Палец преткновенияДенисовцы — загадочная группа представителей рода Homo, более близкая к неандертальцам, чем к сапиенсам, — обитали в Азии десятки тысяч лет назад. Их останки, точнее, зубы и части костей, российские ученые обнаружили в 2008 году в Денисовой пещере на Алтае. Тогда академик РАН Анатолий Деревянко, возглавлявший раскопки, отправил кусочки фаланги мизинца древнего человека двум разным командам ученых: в Институт эволюционной антропологии Общества Макса Планка (Германия) и Калифорнийский университет в Беркли (США). Первые сумели расшифровать и митохондриальный, и ядерный геномы, содержащиеся в кости. Благодаря их работе в 2010 году весь мир узнал о существовании еще одного, неизвестного ранее, вида Homo. А вот со второй частью мизинца вышла настоящая детективная история. За прошедшие 11 лет она побывала в нескольких странах и окончательно пропала из виду где-то на территории Дании. Известно, что в 2011 году этот кусочек фаланги некоторое время находился у палеогенетиков из Института Жака Моно (Франция). Там его успели сфотографировать и взять образцы для анализа. Правда, тогда выделить ДНК не получилось.Сейчас же французские и немецкие ученые объединили свои усилия и смогли реконструировать исчезнувший денисовский мизинец. Сначала исследователи сопоставили митохондриальные ДНК, выделенные из имевшихся в их распоряжении образцов, — они ожидаемо совпали. Затем немецкие специалисты создали 3D-модель своего кусочка кости, а французы совместили ее с имеющимися у них снимками верхней части фаланги. Так появилась возможность детально изучить ее и сделать первые выводы о вероятном строении скелета древнего обитателя алтайской пещеры.Оказалось, что это палец тринадцатилетней денисовской девочки, практически по всем параметрам он совпадал с фалангами современных людей. Это удивительно, ведь денисовцы ближе не к Homo sapiens, а к неандертальцам, которые обладали массивными фалангами с широкими уплощенными концами. Стопа как у Homo nalediВ 2013 году два спелеолога обнаружили узкий лаз в одной из пещер Южной Африки. Несмотря на то что его ширина в некоторых местах была не больше 20 сантиметров, они решили проникнуть внутрь. Там обнаружилась небольшая камера длиной в девять и шириной в один метр, усыпанная человеческими костями.О зловещей находке спелеологи сообщили не в полицию, а известному южноафриканскому антропологу Ли Бергеру. Он тут же организовал экспедицию в пещеру и вытащил оттуда почти полторы тысячи хорошо сохранившихся костей. Анализ показал, что это останки 15 особей, живших около трехсот тысяч лет назад. А строение скелета (один из них сохранился на 40 процентов) говорило, что перед учеными не описанный ранее вид древних людей. Он получил название Homo naledi.Эти гоминины были невысокого роста (не более 147 сантиметров) и по некоторым чертам напоминали человека умелого (Homo habilis), обитавшего в Африке около двух миллионов лет назад. Именно поэтому сначала ученые подумали, что перед ними скелеты очень древних людей, а не современников неандертальцев.Судя по форме костей рук и стоп, они умели одинаково хорошо ходить на двух ногах и карабкаться по деревьям. Если их верхние конечности больше напоминали обезьяноподобных гоминид, то строение стоп у них — почти как у Homo sapiens. Голеностопный сустав, параллельный большой палец и широкая пяточная кость говорят о том, что naledi были полностью адаптированы к прямохождению, как нынешние люди. Правда, найти их гены ученые предполагают скорее у пигмеев или бушменов, ДНК которых так до конца и не расшифровали.Белокожие, как неандертальцыВ ДНК современного человека содержится около двух процентов генов, унаследованных от неандертальцев. У жителей Восточной Азии их больше, чем у выходцев из Западной Азии и Европы: 2,3-2,6 процента и 1,8-2,4 процента соответственно. А вот у африканцев их нет вообще, поэтому ученые предполагают, что сапиенсы встретились с неандертальцами уже после того, как покинули Черный континент. Как выяснили немецкие генетики, в последние 45 тысяч лет неандертальские гены не отсеиваются из человеческой ДНК. А значит, они могут быть важны для выживания и размножения. Так, согласно нескольким работам, от эволюционных «двоюродных братьев» современным людям достались гены, защищающие от инфекционных болезней и шизофрении. Кроме того, некоторые части неандертальского генома повлияли на внешний вид Homo sapiens. В частности, более светлая кожа, отличающая европейцев и азиатов от африканцев, досталась им от Homo neanderthalensis. Это независимо друг от друга подтвердили две группы ученых. Немецкие и американские генетики выявили в ДНК современных людей конкретную версию неандертальского гена, влияющую на функцию белка кератина. Он содержится в коже и делает ее водонепроницаемой и чувствительной к холоду и теплу. Примерно в это же время неандертальские гены, отвечающие за выработку кератина и пигментацию кожи, обнаружили ученые из Вашингтонского университета (США).По мнению исследователей, именно эти гены, заимствованные у «двоюродных братьев», сделали сапиенсов светлокожими и помогли им быстро адаптироваться к холодным температурам в Европе и Азии.
https://ria.ru/20180515/1520627911.html
https://ria.ru/20181126/1533548862.html
https://ria.ru/20191127/1561681956.html
москва
юар
сша
РИА Новости

[email protected]
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2019
РИА Новости

[email protected]
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости

[email protected]
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
https://cdn23.img.ria.ru/images/124411/98/1244119805_203:0:3396:2395_1920x0_80_0_0_c2064765e9053237846771c2150c5193.jpg
РИА Новости

[email protected]
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

неандертальцы, геном, днк, анатолий деревянко, открытия — риа наука, российская академия наук, москва, юар, сша
МОСКВА, 30 ноя — РИА Новости, Альфия Еникеева. Еще сто тысяч лет назад на Земле обитали как минимум шесть видов людей. Сегодня остался только один — Homo sapiens, но зато он совмещает в себе самые эволюционно успешные черты ближайших родственников. РИА Новости разбирается, какие качества древних людей могло унаследовать современное население планеты.
Палец преткновения
Денисовцы — загадочная группа представителей рода Homo, более близкая к неандертальцам, чем к сапиенсам, — обитали в Азии десятки тысяч лет назад. Их останки, точнее, зубы и части костей, российские ученые обнаружили в 2008 году в Денисовой пещере на Алтае. Тогда академик РАН Анатолий Деревянко, возглавлявший раскопки, отправил кусочки фаланги мизинца древнего человека двум разным командам ученых: в Институт эволюционной антропологии Общества Макса Планка (Германия) и Калифорнийский университет в Беркли (США). Первые сумели расшифровать и митохондриальный, и ядерный геномы, содержащиеся в кости. Благодаря их работе в 2010 году весь мир узнал о существовании еще одного, неизвестного ранее, вида Homo. А вот со второй частью мизинца вышла настоящая детективная история. За прошедшие 11 лет она побывала в нескольких странах и окончательно пропала из виду где-то на территории Дании. Известно, что в 2011 году этот кусочек фаланги некоторое время находился у палеогенетиков из Института Жака Моно (Франция). Там его успели сфотографировать и взять образцы для анализа. Правда, тогда выделить ДНК не получилось.Сейчас же французские и немецкие ученые объединили свои усилия и смогли реконструировать исчезнувший денисовский мизинец. Сначала исследователи сопоставили митохондриальные ДНК, выделенные из имевшихся в их распоряжении образцов, — они ожидаемо совпали. Затем немецкие специалисты создали 3D-модель своего кусочка кости, а французы совместили ее с имеющимися у них снимками верхней части фаланги. Так появилась возможность детально изучить ее и сделать первые выводы о вероятном строении скелета древнего обитателя алтайской пещеры.
Оказалось, что это палец тринадцатилетней денисовской девочки, практически по всем параметрам он совпадал с фалангами современных людей. Это удивительно, ведь денисовцы ближе не к Homo sapiens, а к неандертальцам, которые обладали массивными фалангами с широкими уплощенными концами.
Стопа как у Homo naledi
В 2013 году два спелеолога обнаружили узкий лаз в одной из пещер Южной Африки. Несмотря на то что его ширина в некоторых местах была не больше 20 сантиметров, они решили проникнуть внутрь. Там обнаружилась небольшая камера длиной в девять и шириной в один метр, усыпанная человеческими костями.
О зловещей находке спелеологи сообщили не в полицию, а известному южноафриканскому антропологу Ли Бергеру. Он тут же организовал экспедицию в пещеру и вытащил оттуда почти полторы тысячи хорошо сохранившихся костей. Анализ показал, что это останки 15 особей, живших около трехсот тысяч лет назад. А строение скелета (один из них сохранился на 40 процентов) говорило, что перед учеными не описанный ранее вид древних людей. Он получил название Homo naledi.15 мая 2018, 18:31НаукаАнтропологи выяснили, как выглядел мозг «первочеловека» из ЮАР
Эти гоминины были невысокого роста (не более 147 сантиметров) и по некоторым чертам напоминали человека умелого (Homo habilis), обитавшего в Африке около двух миллионов лет назад. Именно поэтому сначала ученые подумали, что перед ними скелеты очень древних людей, а не современников неандертальцев.
Судя по форме костей рук и стоп, они умели одинаково хорошо ходить на двух ногах и карабкаться по деревьям. Если их верхние конечности больше напоминали обезьяноподобных гоминид, то строение стоп у них — почти как у Homo sapiens. Голеностопный сустав, параллельный большой палец и широкая пяточная кость говорят о том, что naledi были полностью адаптированы к прямохождению, как нынешние люди. Правда, найти их гены ученые предполагают скорее у пигмеев или бушменов, ДНК которых так до конца и не расшифровали.
Белокожие, как неандертальцы
В ДНК современного человека содержится около двух процентов генов, унаследованных от неандертальцев. У жителей Восточной Азии их больше, чем у выходцев из Западной Азии и Европы: 2,3-2,6 процента и 1,8-2,4 процента соответственно. А вот у африканцев их нет вообще, поэтому ученые предполагают, что сапиенсы встретились с неандертальцами уже после того, как покинули Черный континент. Как выяснили немецкие генетики, в последние 45 тысяч лет неандертальские гены не отсеиваются из человеческой ДНК. А значит, они могут быть важны для выживания и размножения. Так, согласно нескольким работам, от эволюционных «двоюродных братьев» современным людям достались гены, защищающие от инфекционных болезней и шизофрении. Кроме того, некоторые части неандертальского генома повлияли на внешний вид Homo sapiens. 26 ноября 2018, 19:00НаукаУченые подсчитали число контактов между неандертальцами и людьми
В частности, более светлая кожа, отличающая европейцев и азиатов от африканцев, досталась им от Homo neanderthalensis. Это независимо друг от друга подтвердили две группы ученых.
Немецкие и американские генетики выявили в ДНК современных людей конкретную версию неандертальского гена, влияющую на функцию белка кератина. Он содержится в коже и делает ее водонепроницаемой и чувствительной к холоду и теплу. Примерно в это же время неандертальские гены, отвечающие за выработку кератина и пигментацию кожи, обнаружили ученые из Вашингтонского университета (США).
По мнению исследователей, именно эти гены, заимствованные у «двоюродных братьев», сделали сапиенсов светлокожими и помогли им быстро адаптироваться к холодным температурам в Европе и Азии.
27 ноября 2019, 22:00НаукаУченые назвали причины вымирания неандертальцев
Деформации стопы — InformedHealth.org — NCBI Bookshelf

В нормальном виде структура стопы человека позволяет нам ходить в вертикальном положении. Наши ступни состоят из костей, суставов, мышц, сухожилий и связок, которые также удерживают все на своих местах. Это делает их стабильными и прочными, но в то же время гибкими и адаптируемыми. Ноги могут деформироваться под воздействием внешних факторов, определенных положений стопы или болезней. Деформации стопы могут — но не всегда — вызывать проблемы, такие как боль и трудности при ходьбе.Существуют различные виды деформаций стопы. Некоторые присутствуют при рождении.

У большинства людей ступни слегка деформированы. Это совершенно нормально и обычно не вызывает никаких проблем. Вряд ли у кого-то есть «идеальные» ноги.

Стопы с высоким сводом

Как следует из названия, у людей с этой деформацией стопы необычно высокий свод стопы, а также верхняя поверхность стопы (подъем) выше, чем обычно. Из-за этого подушечка стопы должна нести больше веса.Это может привести к боли и мозолям (участки твердой толстой кожи). Ступни с высоким сводом стопы часто возникают из-за нервных расстройств. Они увеличивают вероятность травм голеностопного сустава и когтей пальцев ног.

Какие последствия деформации?

Деформации могут быть болезненными и влиять на вашу походку. Они могут привести к тому, что большая часть кожи станет твердой и толстой, что приведет к образованию мозолей и пролежней. Иногда смещения (неправильное положение костей) могут привести к деформации пальцев ног и других частей стопы.Это вызывает чрезмерную нагрузку на сухожилия и мышцы, которые в результате могут даже порваться. Чрезмерная нагрузка на суставы может привести к их износу и, в конечном итоге, к остеоартриту. Поскольку деформации стопы могут оказывать влияние на другие части тела, они также могут вызывать боль в коленях, бедрах, спине и голове.

Но они не всегда вызывают проблемы. У многих людей есть слегка деформированные ступни или незначительные смещения, не вызывающие никаких симптомов. И, вопреки распространенному мнению, более заметные уродства не всегда вызывают больше проблем.Слегка деформированные ступни могут вызвать больше проблем, чем более заметно деформированные ступни.

Иногда люди думают, что у них деформация стопы, хотя на самом деле ее нет. Например, у детей часто бывает слегка пронированная стопа с выпавшим сводом стопы. Но обычно это не вызывает никаких проблем и часто проходит, когда они становятся подростками.

Источники

Deutsche Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie (DGOOC). Hallux valgus. AWMF-Registernr.: 033-018. Апрель 2014.

Hefti F. Kongenitale Hüftdysplasie und -luxation. В: Kinderorthopädie in der Praxis. Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg; 2006. С. 177-201.

Niethhard F, Pfeil J, Biberthaler P. Orthopädie und Unfallchirurgie. Thieme: Stuttgart 2014.

Информация о здоровье IQWiG написана с целью помочь люди понимают преимущества и недостатки основных вариантов лечения и здоровья услуги по уходу.

Поскольку IQWiG — немецкий институт, некоторая информация, представленная здесь, относится к Немецкая система здравоохранения. Пригодность любого из описанных вариантов в индивидуальном случай можно определить, посоветовавшись с врачом. Мы не предлагаем индивидуальных консультаций.

Наша информация основана на результатах качественных исследований. Это написано команда медицинские работники, ученые и редакторы, а также рецензируются внешними экспертами. Ты можешь найти подробное описание того, как наша информация о здоровье создается и обновляется в наши методы.

Почему у человеческих стоп возникли арки — и что происходит, если их не хватает

Более века биологи-эволюционисты восхищались изысканным дизайном человеческой стопы и тем, как ее особенности позволяют нам легко ходить прямо. Например, короткие пальцы ног позволяют нам бегать на большие расстояния.

В статье, опубликованной в среду в журнале Nature , утверждается, что другая часть нашей анатомии — дуга, проходящая через верхнюю часть стопы, — играет большую роль в мобильности, чем считалось ранее.Эксперты говорят, что это открытие расширяет наше понимание эволюции биомеханики стопы и может привести к более точным роботизированным и протезным стопам, помочь врачам-ортопедам лечить заболевания стопы и даже вдохновить на создание более совершенных дизайнов обуви.

В поместье во Франции местные жители воссоздают древний процесс виноделия.
Фотография Брайана Финке, Getty Images через Nat Geo Image Collection
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

По данным группы исследователей из США, на этот недооцененный ранее атрибут, называемый поперечной предплюсневой дугой (это горизонтальная кривая через верхнюю часть стопы), приходится более 40 процентов жесткости стопы современного человека. Япония и Великобритания.Эта метка верхней дуги сочетается с более известным примером на нижней стороне стопы, называемым медиальной продольной аркой. Вместе они объясняют уникальную жесткость наших ног, которая позволяет нам отталкиваться, не падая, и отличает нас от других приматов, которым нужна более гибкая ступня, чтобы хвататься за ветки деревьев.

«Мы были удивлены тем, какой эффект это произвело», — говорит Мадхусудхан Венкадесан, ведущий автор исследования и доцент кафедры машиностроения и материаловедения Йельского университета.«Было много споров о том, как форма стопы связана с жесткостью, но они сосредоточились на медиальной продольной арке [длинной от подушечки стопы до пятки на внутренней стороне стопы]».

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Слева : перед сессией FutbolNet в спортивном комплексе «Центр Олимпафрика» имени Хуана Антонио Самаранча в Сенегале.
Фотография Тино Сориано, коллекция изображений Nat Geo
Справа : Группа сингапурских сингапурцев собирается в Ботаническом саду Сингапура для тренировки.
Фотография Кори Ричардса, Nat Geo Image Collection
Легко понять взаимосвязь между изгибом дуги и жесткостью стопы, если вы возьмете долларовую купюру. Положите деньги ровно и слегка загните их длинные края так, чтобы середина загибалась вверх, как будто образуя трубу или автомобильный туннель. Это создает арку, идущую вдоль банкноты. Надавите пальцем на середину дуги клюва, и вы заметите некоторое сопротивление или жесткость. Команда Venkadesan хотела доказать, что аналогичный принцип — который также объясняет, почему складывание пиццы делает ее менее гибкой — работает в наших ногах.

«Мы должны были придумать способ проверить эту идею на практике», — говорит он.

Итак, они разработали серию экспериментов, в которых они провели тесты на изгиб ног двух человеческих трупов. У живых людей слишком сложно выделить роль поперечной дуги, потому что она работает синхронно с другими частями стопы. Но в ногах трупа исследователям удалось удалить эластичную ткань между длинными костями, называемую плюсневыми костями, чтобы напрямую измерить влияние свода на жесткость стопы.

Следующим шагом было понимание роли поперечной дуги в контексте эволюции человека. Поэтому команда Венкадесана разработала математическую модель для реконструкции истории человеческой стопы, сравнив нашу нынешнюю арку с окаменелостями вымерших видов гомининов.

Как они и подозревали, появление поперечной дуги, которая появилась у других гомининов более чем за 3 миллиона лет до того, как современные люди стали ходить по земле, было важным элементом двуногости. Затем последовала медиальная продольная дуга — прибывающая 1.8 миллионов лет назад, если быть точным. И эта комбинация создала необходимую жесткость, которая позволила нам в конечном итоге бегать марафоны и делать фотографии прыжков для социальных сетей.

Эксперты считают новое исследование ценным, потому что оно первое, в котором количественно определяется жесткость поперечной дуги.

Моторизованные пружины в приводной лодыжке отталкиваются, как настоящая нога.
Фотография Марка Тиссена, Nat Geo Image Collection
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

«Мы давно знали о наличии поперечной дуги, но у нас никогда не было способа ее измерить, и мы не знали, как это влияет на общую функцию стопы», — говорит Николас. Холовка, доцент антропологии Университета Буффало в Нью-Йорке, изучающий эволюцию стопы человека. «Это существенно расширяет наше понимание того, как уникальная форма человеческой стопы обеспечивает уникальное передвижение на двух ногах».

Итак, что это исследование означает для людей с плоскостопием? Поперечная арка — их неизменный невоспетый герой.

Плоскостопие, отсутствие медиальной продольной дуги, может вызвать нагрузку на другие части тела и привести к боли в стопе. В какой-то момент это было основанием для автоматического отказа от военных.

Но исследование Венкадесана проливает свет на то, почему большинство людей с плоскостопием не страдают хронической болью или травмами, говорит Холовка.

«Вы можете себе представить, что у вас может быть плоскостопие с низким продольным сводом стопы, но поскольку у вас относительно высокий поперечный свод стопы, вы все равно можете иметь жесткую стопу.- говорит Холовка, добавляя, что в будущих исследованиях следует изучить любые связи между степенью плоскостопия людей и их поперечным сводом стопы. Он также призывает найти способы количественной оценки этой поперечной кривизны дуги у живых людей, чтобы лучше понять боль в ногах, которая может быть ключом к созданию корректирующих ортезов.

Другие будущие исследования должны изучить диапазон анатомии поперечной дуги у людей, чтобы исследовать корреляцию между высокой кривизной и высоким уровнем жесткости, добавляет Глен Лихтварк, доцент биомеханики в Университете Квинсленда в Сент-Люсии, Австралия.

«У вас может быть высокая кривая, но вы можете найти компромисс в другом месте. Или вы можете использовать свои мышцы по-другому. Мы этого еще не знаем », — говорит Лихтварк.

Женские ноги, красные туфли на высоких каблуках и такси на Таймс-сквер.
Фотография Тино Сориано, Nat Geo Image Collection
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

По словам Лихтварка, соавтора сопроводительной статьи в Nature , это исследование имеет практическое применение для здоровья стопы, включая разработку робототехники и протезирования, а также объяснение тайны того, почему ортопедические операции обеспечивают облегчение боли для одних пациентов, а не для других.Также в будущем сотрудники обувного магазина смогут сканировать вашу стопу и давать индивидуальные рекомендации, основанные на общей структуре вашей стопы.

«Это исследование дает нам другое измерение сложной структуры стопы», — говорит Лихтварк. Это подчеркивает, что ступня трехмерна, и нам нужно начать думать о ней именно так ».

Синдром Os Trigonum — Факты о здоровье стопы
Для просмотра содержимого на этой странице требуется Javascript.Пожалуйста, включите поддержку джаваскрипта в вашем браузере.
Что такое Os Trigonum?

Os trigonum — это дополнительная (добавочная) кость, которая иногда развивается позади голеностопной кости (таранной кости). Он связан с таранной костью фиброзной лентой. Наличие os trigonum на одной или обеих стопах является врожденным (присутствует при рождении). Это становится очевидным в подростковом возрасте, когда одна область таранной кости не срастается с остальной частью кости, образуя небольшую дополнительную кость. Лишь у небольшого числа людей есть эта дополнительная кость.

Что такое синдром Os Trigonum?

Часто люди не знают, что у них есть os trigonum, если они не вызывают никаких проблем. Однако у некоторых людей с этой дополнительной костью развивается болезненное состояние, известное как синдром os trigonum.
Синдром
Os trigonum обычно возникает в результате травмы, например, растяжения связок голеностопного сустава. Синдром также часто вызывается повторяющимся направлением пальцев ног вниз, что характерно для артистов балета, футболистов и других спортсменов.

Для человека, у которого есть os trigonum, наведение пальцев ног вниз может привести к «травме щелкунчиком».«Как миндаль в щелкунчике, os trigonum хрустит между лодыжкой и пяточной костью. Когда os trigonum отделяется, ткань, соединяющая его с таранной таранной костью, растягивается или разрывается, и эта область воспаляется.

Признаки и симптомы синдрома Os Trigonum

Признаки и симптомы синдрома os trigonum могут включать:

Глубокая ноющая боль в задней части лодыжки, чаще всего возникающая при отталкивании большим пальцем ноги (как при ходьбе) или при опускании пальцев ног вниз

Нежность в области прикосновения

Припухлость задней части щиколотки

Диагностика
Синдром
Os trigonum может имитировать другие состояния, такие как травма ахиллова сухожилия, растяжение связок голеностопного сустава или перелом таранной кости.Диагностика синдрома os trigonum начинается с вопросов врача о развитии симптомов. После обследования стопы и голеностопного сустава часто назначают рентген или другие методы визуализации, чтобы помочь в постановке диагноза.

Лечение: нехирургические подходы

Облегчение симптомов часто достигается с помощью лечения, которое может включать в себя комбинацию из следующих:

Остальное. Важно держаться подальше от травмированной стопы, чтобы воспаление утихло.

Иммобилизация. Ботинки для ходьбы часто используются для ограничения движений голеностопного сустава и для заживления поврежденных тканей.

Лед. Отек можно уменьшить, приложив к пораженному участку пакет со льдом, накрытый тонким полотенцем. Не прикладывайте лед непосредственно к коже.

Пероральные препараты . Нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП), такие как ибупрофен, могут помочь уменьшить боль и воспаление.

Инъекции. Иногда в эту область вводят кортизон, чтобы уменьшить воспаление и боль.

Когда нужна операция?

Симптомы большинства пациентов улучшаются при консервативном лечении. Однако некоторым пациентам может потребоваться хирургическое вмешательство для облегчения симптомов. Хирургия обычно включает удаление os trigonum, поскольку эта дополнительная кость не нужна для нормальной функции стопы.

Стопа Шарко при диабете

Реферат

Синдром диабетической стопы Шарко — серьезное и потенциально опасное для конечностей осложнение диабета нижних конечностей.Впервые описанное в 1883 году, это загадочное состояние продолжает бросать вызов даже самым опытным практикующим. Диабетическая стопа Шарко, которая сейчас считается воспалительным синдромом, характеризуется различной степенью дезорганизации костей и суставов, вторичной по отношению к основной нейропатии, травмам и нарушениям костного метаболизма. В январе 2011 года Американская диабетическая ассоциация и Американская педиатрическая медицинская ассоциация созвали международную рабочую группу экспертов для обобщения имеющихся данных о патофизиологии, естественной истории, презентациях и рекомендациях по лечению этого объекта.

Стопа Шарко при диабете создает множество клинических проблем при диагностике и лечении. Несмотря на время, прошедшее с момента первой публикации о педальной остеоартропатии в 1883 году, нам еще многое предстоит узнать о патофизиологии, и существует мало доказательств того, как лечить это заболевание. Международная целевая группа была созвана в январе 2011 года в больнице Сальпетриер в Париже, Франция, для обзора литературы и отчета об определении, патогенезе, диагностике и лечении диабетической стопы Шарко.Рекомендации в этом отчете являются исключительно мнением авторов и не отражают официальную позицию Американской диабетической ассоциации или Американской педиатрической медицинской ассоциации.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Невропатическая остеоартропатия Шарко (CN), обычно называемая стопой Шарко, представляет собой состояние, поражающее кости, суставы и мягкие ткани стопы и голеностопного сустава, характеризующееся воспалением в самой ранней фазе. Документально подтверждено, что стопа Шарко возникает как следствие различных периферических невропатий; однако диабетическая невропатия стала наиболее распространенной этиологией.Взаимодействие нескольких составляющих факторов (диабет, сенсорно-моторная нейропатия, вегетативная нейропатия, травмы и метаболические аномалии костей) приводит к острому локализованному воспалительному состоянию, которое может приводить к разным степеням и паттернам деструкции, подвывиха, вывиха и деформации костей. . Отличительной особенностью деформации, связанной с этим состоянием, является коллапс средней части стопы, описываемый как «коромысло» (рис. 1), хотя это состояние проявляется в других суставах и при других проявлениях.Боль или дискомфорт могут быть признаком этого расстройства на активной (острой) стадии, но уровень боли может быть значительно снижен по сравнению с людьми с нормальной чувствительностью и эквивалентной степенью травмы.
Рис. 1
Типичный вид стопы Шарко на поздней стадии с деформацией коромысла.

Набор признаков и симптомов, которые возникают вместе с CN, квалифицирует это состояние как синдром, «синдром стопы Шарко».

Рекомендации по определению и классификации

Номенклатура должна быть стандартизирована для CN или для опоры Шарко.

Существующие классификации не обеспечивают прогностической ценности или прямого лечения. Активный или неактивный следует использовать для описания воспаленного или стабильного CN соответственно. В этом отношении также могут использоваться острые и хронические заболевания, но не существует общепринятой меры, определяющей точку перехода.

ПАТОГЕНЕЗ

Не существует единственной причины для развития стопы Шарко, но есть факторы, предрасполагающие к ее развитию, а также ряд вероятных провоцирующих событий.В настоящее время считается, что, как только заболевание запускается у восприимчивого человека, оно опосредуется процессом неконтролируемого воспаления в стопе. Это воспаление приводит к остеолизу и косвенно отвечает за прогрессирующий перелом и вывих, характеризующий его проявление (1). Доказательства, подтверждающие эту гипотезу, в основном косвенные. Нервно-опосредованный сосудистый рефлекс, приводящий к усилению периферического кровотока и активной резорбции кости, был предложен в качестве этиологического фактора в развитии деструкции костей и суставов у пациентов с невропатиями.Однако взаимосвязь между повышенным притоком крови к кости и активной резорбцией кости окончательно не определена.

Неконтролируемое воспаление

Когда кость сломана, высвобождение провоспалительных цитокинов, включая фактор некроза опухоли-α и интерлейкин-1β, приводит к повышенной экспрессии активатора полипептидного рецептора лиганда ядерного фактора-κB (RANKL) из любого ряда местных типов клеток. RANKL запускает синтез ядерного фактора транскрипции ядерного фактора-κβ (NF-κβ), что, в свою очередь, стимулирует созревание остеокластов из клеток-предшественников остеокластов.В то же время NF-κβ стимулирует выработку гликопептида остеопротегерина (OPG) из остеобластов. Этот «рецептор-ловушка» действует как эффективный антагонист RANKL (2). Перелом также будет связан с болью, и это приводит к шинированию кости, а повышение провоспалительных цитокинов обычно относительно недолговечно. Однако у человека, у которого развивается острая стопа Шарко, потеря болевых ощущений позволяет беспрепятственно передвигаться с повторяющимися травмами. Было высказано предположение, что это приводит к непрерывной продукции провоспалительных цитокинов, RANKL, NF-κβ и остеокластов, что, в свою очередь, приводит к продолжающемуся локальному остеолизу (1).Впоследствии это было продемонстрировано увеличением провоспалительных фенотипов моноцитов у лиц с активной стопой Шарко по сравнению с контрольными субъектами с диабетом (3).

Остеокласты, генерируемые in vitro в присутствии макрофагального колониестимулирующего фактора и RANKL у пациентов с активным CN, оказались более агрессивными и демонстрируют повышение резорбтивной активности по сравнению с контрольными субъектами. Однако эти изменения только частично ингибируются OPG, что указывает на то, что другие цитокины также могут иметь значение (4).

Предрасположенность

Невропатия — универсальный признак пораженной конечности. Хотя было высказано предположение, что у людей со стопой Шарко могут быть определенные модели потери чувствительности, отражающие участие различных волокон (5,6), это не является общепринятым. Тем не менее, три группы показали, что люди, перенесшие острую стопу Шарко, демонстрируют сохранение сосудорасширяющих рефлексов в отличие от диабетиков с дистальной симметричной нейропатией без CN (7–9).

Несмотря на эти наблюдения, следует отметить, что синдром также может возникать у пациентов со спектром несвязанных заболеваний, осложненных повреждением нервов. К ним относятся дистальные невропатии, вызванные токсинами (этанолом, лекарственными препаратами) и инфекциями (проказа), а также заболевания спинного мозга и нервных корешков (спинная мышца, травма, сирингомиелия) и ряд других состояний (болезнь Паркинсона, ВИЧ, саркоидоз, ревматоидная болезнь и псориаз). Хотя нейроартропатия обычно более проксимальна у пациентов с заболеванием спинного мозга, в остальном проявления могут быть неразличимы.

Потеря защитных ощущений увеличивает вероятность травмы стопы, в то время как моторная невропатия может привести к изменению структуры стопы (с преувеличением подошвенной дуги и когтями) и изменению походки с возникшей в результате ненормальной нагрузкой.

Наконец, возможно, что пептиды, обычно секретируемые нервными окончаниями, также важны в основной патофизиологии. Из них вероятным кандидатом является пептид, родственный гену кальцитонина (CGRP), поскольку известно, что он противодействует синтезу RANKL.Следовательно, любое снижение CGRP из-за повреждения нервов приведет к увеличению экспрессии RANKL. Особый интерес представляет тот факт, что CGRP, как сообщается, необходим для поддержания нормальной целостности суставных капсул, и отсюда следует, что любое снижение высвобождения CGRP нервными окончаниями может способствовать вывиху сустава (10).

Поскольку невозможно определить тех, у кого наиболее вероятно развитие синдрома Шарко, невозможно с какой-либо степенью уверенности определить, является ли предшествующая остеопения значительным предрасполагающим фактором.Одна группа, однако, сообщила об очевидном снижении минеральной плотности костной ткани (МПК) шейки бедренной кости в контралатеральной (непораженной) конечности во время обследования. Исследователи также сообщили о связи между МПК и относительной распространенностью переломов и вывихов в пораженной стопе (11).

Диабет может быть связан с остеопенией, но имеющиеся данные свидетельствуют о том, что снижение МПК является признаком диабета 1 типа в большей степени, чем диабета 2 типа (12). Любое снижение МПК при диабете 1 типа может быть связано с потерей островковых пептидов, таких как инсулин и амилин (IAPP), которые действуют как факторы роста костей.Несмотря на это, риск переломов при диабете 2 типа может быть не меньше, чем при диабете 1 типа (12), и это могло бы объяснить тот факт, что проявления, по-видимому, не отличаются между двумя типами заболевания. Любой связанный с этим дефицит витамина D — с почечной недостаточностью и вторичным гиперпаратиреозом или без нее — увеличивает вероятность снижения МПК при диабете. Использование тиазолидиндионов теоретически могло бы увеличить вероятность острой стопы Шарко за счет влияния на плотность костной ткани, но об этом еще не сообщалось.Использование кортикостероидов в качестве иммунодепрессантов у людей с диабетом, перенесших трансплантацию почек и / или поджелудочной железы (13), может объяснить очевидную высокую частоту возникновения стопы Шарко в этой группе.

Хотя синдром Шарко может возникать при различных состояниях, диабет якобы является наиболее распространенным во всем мире. Диабет может предрасполагать к его возникновению по ряду механизмов. Помимо наличия нейропатии и возможной остеопении, они включают эффекты конечных продуктов гликирования, активных форм кислорода и окисленных липидов, которые могут усиливать экспрессию RANKL при диабете (10).Влияние местного воспаления на этот путь аналогичным образом усугубляет экспрессию RANKL. Кроме того, одно исследование показало очевидную связь между двумя полиморфизмами, связанными с OPG, у людей с историей острой стопы Шарко при диабете (14).

Многие пациенты вспоминают, что начало состояния было спровоцировано травмой, которая часто носит незначительный характер (15). Другие случаи могут быть вызваны различными причинами местного воспаления, включая предыдущие изъязвления, инфекцию или недавнюю операцию на стопе.В связи с этим возникновение острой стопы Шарко как осложнения остеомиелита все чаще признается у людей с диабетом. В очень редких случаях острая форма стопы Шарко может развиться после успешной реваскуляризации.

ДИАГНОСТИКА

Начальные проявления стопы Шарко часто легкие по своей природе, но могут стать гораздо более выраженными при повторной травме. Диагностические клинические данные включают компоненты неврологических, сосудистых, скелетно-мышечных и рентгенологических нарушений.Не было зарегистрировано случаев развития CN при отсутствии нейропатии. Соответственно, периферическая сенсорная нейропатия, связанная со снижением болевых ощущений, является основным предрасполагающим условием, которое способствует развитию артропатии (16-19). Из-за самого присутствия нечувствительности личный анамнез предшествующей травмы часто недостоверен (18, 20, 21). Типичные клинические проявления включают заметно опухшую, теплую и часто эритематозную стопу с легкой или умеренной болью или дискомфортом (16,18–20,22).Острое местное воспаление часто является самым ранним признаком основного повреждения костей и суставов (23). Эта начальная клиническая картина напоминает целлюлит, тромбоз глубоких вен или острую подагру и может быть неправильно диагностирована. Чаще всего разница температур между двумя ногами составляет несколько градусов (20,24). Пораженная популяция обычно имеет хорошо сохранившийся или даже преувеличенный артериальный кровоток в стопе. Пульс педали обычно ограничен, если он не заглушен сопутствующим отеком. Однако у пациентов с хроническими деформациями может развиться ишемия, угрожающая конечностям.Деформация опорно-двигательного аппарата может быть очень незначительной или явно выраженной, чаще всего из-за хронического характера проблемы и анатомического участка поражения (16,17,19,25). Классическая стопа с рокером, с подошвенной язвой или без нее, представляет собой тяжелую хроническую деформацию, типичную для этого состояния (16,26,27). Рентгенологические и другие методы визуализации могут обнаружить незначительные изменения, соответствующие активной ХН.

Визуализация стопы Шарко

Рентгенограммы являются основным методом первичной визуализации для оценки стопы у пациентов с диабетом.Легкодоступные и недорогие, они предоставляют информацию о структуре костей, их расположении и минерализации. Рентген может быть нормальным или показать незначительные переломы и вывихи, или позже показать более явные переломы и подвывихи. На более поздних стадиях угол наклона пяточной кости уменьшается, а угол первой плюсневой кости сломан (рис. 2). Медиальный кальциноз артерий присутствует на большинстве стоп Шарко и является частой вторичной находкой на рентгенограммах (25). Однако рентгенологические изменения CN обычно задерживаются и имеют низкую чувствительность (28).
Рисунок 2
Боковой рентгеновский снимок деформации стопы Шарко, показывающий вывих предплюснево-плюсневого сустава с разрывом линии голени и первой плюсневой кости (штриховые линии) и уменьшенным углом наклона пяточной кости (сплошные линии).

Магнитно-резонансная томография (МРТ) позволяет обнаруживать тонкие изменения на ранних стадиях активной ХН, когда рентгеновские лучи все еще могут быть нормальными. МРТ в основном отображает протоны в жире и воде и может детально изобразить анатомию и патологию как мягких тканей, так и костей.Благодаря своей уникальной способности дифференцировать ткани с высокой детализацией, МРТ обладает высокой чувствительностью и специфичностью для остеомиелита и стала предпочтительным тестом для оценки осложнений стопы у пациентов с диабетом (29). Хотя это и не требуется для диагностики, когда рентгеновские лучи служат для диагностики изменений костей Шарко и суставов, МРТ очень полезна для постановки диагноза на самом раннем этапе, прежде чем такие изменения станут очевидными на простых снимках.

Ядерная медицина включает ряд экзаменов, основанных на использовании радиоизотопных индикаторов.Трехфазное сканирование костей на основе технеция-99m (^99m Tc) очень чувствительно для активной костной патологии. Однако нарушение кровообращения может привести к ложноотрицательным результатам обследования и, что, возможно, более важно, прием не специфичен для остеоартропатии. Сканирование меченых лейкоцитов (с использованием ¹¹¹ In или ^99m Tc) обеспечивает улучшенную специфичность к инфекции в условиях нейропатических изменений костей (30), но может быть трудно отличить мягкую ткань от кости.Таким образом, это обследование можно сочетать с трехфазным сканированием костей или исследованием серного коллоидного мозга при подозрении на наложенный остеомиелит (31). Позднее было признано, что сканирование с помощью позитронно-эмиссионной томографии имеет потенциал для диагностики инфекции и дифференциации стопы Шарко от остеомиелита (32,33). Однако в настоящее время это остается расследованием.

Оценка плотности костной ткани может быть полезна пациентам с диабетом для оценки начала CN, а также риска переломов.МПК можно оценить с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии или ультразвукового исследования пяточной кости. МПК была связана с патологическим характером ХН, при этом вывих сустава более распространен у пациентов с нормальной минерализацией, чем у пациентов со сниженной МПК (11).

Эксперты согласны с тем, что рентгенограммы важны как первое обследование практически во всех условиях (33,34). Однако отрицательный результат, очевидно, не дает уверенности в отсутствии заболевания. У пациента с низким клиническим подозрением на остеомиелит и отсутствием признаков ХН на рентгенограммах трехфазное сканирование костей или неконтрастная МРТ очень эффективны для исключения костной болезни.Если у пациента есть изъязвление с высокой вероятностью глубокого инфицирования, лучшим диагностическим методом является МРТ. Тем не менее, одного теста может быть недостаточно для полной оценки. В этой ситуации, когда диагноз МРТ не определен, последующее сканирование меченых лейкоцитов может обеспечить большую специфичность и должно коррелировать с клиническими данными. Решение о сравнении ядерной визуализации и МРТ во многом основывается на личных предпочтениях, доступности и местном опыте. В целом, если в стопе присутствует металл, предпочтительнее обследование в ядерной медицине, тогда как диффузная или региональная ишемия делает МРТ предпочтительным обследованием.

Рекомендации по диагностике активной стопы Шарко

Диагноз активной стопы Шарко в первую очередь основывается на анамнезе и клинических данных, но должен быть подтвержден визуализацией.

Воспаление играет ключевую роль в патофизиологии стопы Шарко и является самой ранней клинической находкой.

Возникновение острых переломов или вывихов стопы / голеностопного сустава у невропатических лиц считается активной ХН из-за воспалительного процесса заживления костей, даже при отсутствии деформации.

Рентгеновские снимки должны быть первичной визуализацией, и нужно искать тонкие переломы или подвывихи, если не видна очевидная патология.

МРТ или ядерная визуализация могут подтвердить клинические подозрения при наличии нормальных рентгенограмм.

МЕДИЦИНСКОЕ ЛЕЧЕНИЕ

Медикаментозное лечение ХН направлено на разгрузку стопы, лечение заболеваний костей и предотвращение дальнейших переломов стопы (34). Из-за различной этиологии повышенной локальной резорбции кости и / или вторичного остеопороза у пациентов с ХН и ограниченных рандомизированных плацебо-контролируемых исследований в этой области рекомендации по лечению в значительной степени основаны на профессиональном мнении, а не на самом высоком уровне клинических данных.

Разгрузка

Разгрузка на острой активной стадии стопы Шарко является наиболее важной стратегией лечения и может остановить прогрессирование деформации. В идеале стопу следует иммобилизовать в несъемной повязке с полным контактом (TCC), которую сначала заменяют через 3 дня, а затем проверяют каждую неделю. Снижение отека часто заметно в первые несколько недель лечения. Повязку следует часто менять, чтобы избежать «удара поршнем» по мере исчезновения отека. Если возможно, пациенту следует пользоваться костылями или инвалидной коляской, а также следует поощрять его избегать нагрузки на пораженную сторону.Наложение гипса продолжается до тех пор, пока опухоль не исчезнет и температура пораженной стопы не окажется в пределах 2 ° C от температуры контралатеральной стопы (35). Альтернативным устройством для разгрузки острой активной стадии CN является сборная съемная ходячая повязка или метод «мгновенного TCC», который превращает съемную ходунку в ту, которую сложнее снять (36,37). Важно учитывать, что TCC может иметь неблагоприятные последствия для конечностей, не относящихся к Шарко, и вызывать неестественные нагрузки, вызывающие язвы и даже переломы.Кроме того, пациенты с ХН имеют повышенную нестабильность и риск падений и переломов в результате множественных сопутствующих заболеваний, включая потерю проприоцепции и постуральную гипотензию. Тем не менее, следует отметить, что полная неподвижность сама по себе имеет недостатки, заключающиеся в потере мышечного тонуса, уменьшении плотности костей и потере физической формы.

Продолжительность и агрессивность разгрузки (несъемная нагрузка по сравнению с несущей, несъемное или съемное устройство) определяется клинической оценкой заживления ХН на основе отека, эритемы и изменений температуры кожи (34,35).Признаки заживления на рентгеновских снимках или МРТ укрепляют клиническое решение переодеть пациента в обувь. Чтобы предотвратить рецидив или изъязвление при последующих деформациях, после разрешения острого или активного эпизода рекомендуются различные устройства, в том числе специальная обувь, обувь или другие поддерживающие скобы. Требуется частый мониторинг.

Антирезорбтивная терапия

Было предложено лечение антирезорбтивными препаратами, поскольку метаболизм костной ткани у пациентов с активной ХН чрезмерен.Однако существует мало доказательств в поддержку их использования, но как пероральные, так и внутривенные бисфосфонаты (38) изучались при лечении ХН в небольших рандомизированных, двойных слепых, контролируемых исследованиях (39,40) или в ретроспективных контролируемых исследованиях (41). ). Некоторые пациенты не переносят пероральные бисфосфонаты, но могут получить пользу от внутривенной терапии с использованием памидроната или золедроновой кислоты (42). Кальцитонин для интраназального введения — еще одно антирезорбтивное средство, которое изучалось при CN. Это лечение было связано со значительно большим снижением сшитого карбоксиконцевого телопептида коллагена типа I и костной специфической щелочной фосфатазы, чем стандартное лечение в контрольной группе, которая получала только добавку кальция и разгрузку.Кальцитонин имеет более безопасный профиль при почечной недостаточности по сравнению с терапией бисфосфонатами (43–46). Однако однократная доза бисфосфоната для внутривенного введения обычно не требует коррекции функции почек. Нет убедительных доказательств использования бисфосфонатов при активной стопе Шарко, и наше понимание развивается по мере того, как в настоящее время проводится больше испытаний.

Стимуляция роста костей

Имеются ограниченные доказательства использования внешней стимуляции костей при CN. Сообщалось о ультразвуковой стимуляции костей для лечения CN голеностопного сустава и для заживления свежих переломов.Электрические стимуляторы роста костей постоянного тока использовались специально для пациентов с CN, подвергающихся артродезу, и клинически протестированы для ускорения заживления переломов в острой фазе CN в небольших сериях случаев. Хотя эти результаты являются многообещающими, последующих исследований, подтверждающих этот метод, не проводилось, и его использование поддерживалось только в качестве дополнительной терапии в послеоперационном периоде (45–49).

Рекомендации по медикаментозной терапии

Разгрузка стопы и иммобилизация являются наиболее важными лечебными рекомендациями при активной ХН и могут предотвратить дальнейшее разрушение.

Имеется мало доказательств, позволяющих использовать доступные фармакологические методы лечения для ускорения заживления CN.

После активного эпизода необходима защитная нагрузка, включая такие устройства, которые несут нагрузку, например, обувь по рецепту, ботинки или подтяжки.

Рекомендуется пожизненное наблюдение для выявления признаков рецидивирующих или новых эпизодов ХН, а также других осложнений диабетической стопы.

ХИРУРГИЧЕСКОЕ ЛЕЧЕНИЕ

Хирургическое лечение артропатии Шарко стопы и голеностопного сустава основывается, прежде всего, на заключении специалистов.Обычно рекомендуется хирургическое вмешательство для резекции инфицированной кости (остеомиелита), удаления костных выступов, которые нельзя было исправить с помощью терапевтической обуви или нестандартных ортезов, или исправления деформаций, которые не могли быть успешно устранены с помощью терапевтической обуви, нестандартных ортезов для голеностопного сустава или ортезов Шарко. Удерживающие ортопедические ходунки (50). Этот клинический подход основан на мнении экспертов и небольших неконтролируемых ретроспективных сериях случаев. В литературе растет тенденция к тому, чтобы рекомендовать более раннюю хирургическую коррекцию деформации и артродез, основываясь на предположении, что хирургическая стабилизация приведет к улучшению воспринимаемого пациентом качества жизни (51).

Несколько исследователей предположили, что удлинение ахиллова сухожилия в сочетании с полной контактной гипсовой повязкой может снизить деформирующие силы в средней части стопы и снизить заболеваемость, связанную с ХН (52–57). Экзостэктомия позволяет снизить давление, вызванное выступами костей. Это лечение часто сочетается с аккомодационной фиксацией и, по-видимому, дает более благоприятные результаты у пациентов без связанных язв (58–60).

Операции обычно избегают во время активной воспалительной стадии из-за предполагаемого риска инфицирования раны или механического нарушения фиксации.Две недавние серии случаев предполагают потенциально благоприятные исходы при раннем исправлении деформации в сочетании с артродезом (61,62). В большинстве серий случаев основное внимание уделялось восстановлению деформации путем репозиции и артродеза с использованием стандартных методов внутренней фиксации. По мнению экспертов, из-за плохого качества костей после операции рекомендуется продлить период без нагрузки, чтобы учесть плохое заживление кости и врожденную слабость подлежащих костных структур. Ранняя хирургическая серия показала улучшение в восстановлении стопоходящего стопа и предотвращении рецидива изъязвления, хотя несращение, неудача и потеря начальной коррекции были обычными явлениями (63–67).Для решения этих проблем была разработана концепция «суперконструкции» внутренней фиксации, которая расширяет внутреннюю фиксацию за пределы зоны слияния (68). Сочетание низкого качества кости и тонкой оболочки мягких тканей в популяции с относительно ослабленным иммунитетом привело к тому, что многие хирурги использовали модификацию метода внешней фиксации Илизарова для коррекции деформации с ограниченным риском осложнений, связанных с хирургическим вмешательством (69–74 ).

Артропатия Шарко голеностопного сустава

Учитывая общие неудачи нехирургического лечения ХН голеностопного сустава, члены рабочей группы соглашаются, что хирургическое вмешательство может считаться первичным лечением.Хирургическая коррекция деформации на уровне голеностопного сустава, вероятно, более необходима из-за плохой переносимости деформации в коронарной плоскости (то есть варусной или вальгусной голеностопного сустава) и, как следствие, выступа лодыжек и их уязвимости для язв, вызванных давлением. Несколько небольших неконтролируемых исследований рекомендовали усиленную внутреннюю фиксацию с последующими длительными периодами иммобилизации и снижения веса у невропатических пациентов, перенесших острые переломы голеностопного сустава (75–77). Острые переломы голеностопного сустава у пациентов с осложненным диабетом связаны со значительно более высокой частотой неинфекционных осложнений и потребностью в хирургическом вмешательстве по сравнению с пациентами с диабетом без сопутствующих заболеваний других систем органов (78).Сообщалось о многочисленных методах без сравнительной эффективности (79–82). Все хирургические исследования носят ретроспективный характер без контрольной группы и основаны на ограниченном количестве пациентов. Хотя требуется прочная, стабильная конструкция, существуют неубедительные данные, позволяющие рекомендовать одну форму фиксации по сравнению с другой (т. Е. Внутреннюю, внешнюю или комбинированную) при хирургической реконструкции стопы и голеностопного сустава у неинфицированных пациентов.

Рекомендации по хирургическому лечению

Хирургическое лечение полезно в случаях ХН, резистентных к разгрузке и иммобилизации, или в случае упорных язв.

Первичное лечение острых невропатических переломов и вывихов не должно отличаться от других переломов.

Экзостэктомия полезна для снятия костного давления, которое невозможно компенсировать с помощью ортопедических и протезных средств.

Удлинение ахиллова или икроножного сухожилия снижает давление на переднюю часть стопы и улучшает совмещение голеностопного и заднего отдела стопы со средней и передней частью стопы.

Артродез может быть полезен у пациентов с нестабильностью, болью или рецидивирующими язвами, которые неэффективны при консервативном лечении, несмотря на высокий уровень неполного сращения костей.

При тяжелой форме ХН голеностопного сустава хирургическое вмешательство может считаться первичным лечением.

ВЫВОДЫ

Синдром стопы Шарко — сложное осложнение диабета и нейропатии. Его разрушительное воздействие на стопу и лодыжку начинается с цикла неконтролируемого воспаления. Классическая деформация стопы с коромыслом является поздней стадией синдрома, и ее можно избежать путем раннего выявления и лечения. Разгрузка — самая важная рекомендация начального лечения.Операция может быть полезна на ранних стадиях, связанных с острыми переломами стопы или голеностопного сустава, или на более поздних стадиях, когда разгрузка неэффективна. Алгоритм, обобщающий подход к стопе Шарко, можно увидеть на рис. 3.
Рисунок 3
Алгоритм, изображающий базовый подход к стопе Шарко. * Остеомиелит бывает трудно отличить от стопы Шарко. Читателю предлагается обратиться к разделу статьи «Визуализация стопы Шарко», чтобы узнать о методах улучшения специфичности различных методов визуализации.

Благодарности

Заседание рабочей группы Американской диабетической ассоциации / Американской педиатрической медицинской ассоциации было поддержано неограниченными образовательными грантами от компаний Small Bone Innovations, санофи-авентис и Integra LifeSciences. О других потенциальных конфликтах интересов, относящихся к этой статье, не сообщалось.

Авторы благодарят Сесиль Святек, главного библиотекаря из библиотеки J.-M. Библиотеке Шарко в больнице Питье-Сальпетриер за помощь в подготовке места для рабочей группы и ссылки в этой статье.

© 2011 Американская диабетическая ассоциация и Американская педиатрическая медицинская ассоциация.

Человеческая ступня не так уникальна, как первоначально предполагалось — ScienceDaily

Исследования Ливерпульского университета показали, что механизмы человеческой ступни не так уникальны, как первоначально предполагалось, и имеют гораздо больше общего с гибкими ступнями других людей. человекообразные обезьяны.

Современное понимание эволюции ходьбы человека основано на исследованиях 1930-х годов, которые предполагают, что человеческие ступни функционируют совершенно иначе, чем у других обезьян, из-за развития сводов в средней части стопы и предполагаемой жесткости стопы. внешний край стопы.

В ходе исследования более 25000 человеческих шагов, сделанных на чувствительной к давлению беговой дорожке в Лаборатории походки Университета, ученые из Ливерпуля показали, что, несмотря на то, что мы давно отказались от жизни на деревьях, наши ступни сохранили удивительную гибкость, тип, который можно увидеть на лапах других человекообразных обезьян, таких как орангутаны и шимпанзе, которые в основном остались жить на деревьях.

Профессор Робин Кромптон из Института старения и хронических заболеваний Университета объясняет: «Долгое время считалось, что из-за того, что у нас есть латеральная и медиальная дуги стопы — латеральная дуга предположительно жесткая и поддерживается костями, — ступни заметно отличаются от ступней наших ближайших родственников, у которых средняя ступня полностью гибкая и регулярно соприкасается с землей.

«Эта предполагаемая« уникальность », однако, никогда не подвергалась количественной проверке. Мы обнаружили, что диапазон давлений, оказываемых под средней частью стопы человека, и, следовательно, внутренние механизмы, которые ими движут, были очень разными, настолько сильно, что на самом деле они перекрываются с теми, что сделаны человекообразными обезьянами ».

Ранее считалось, что люди, контактирующие с землей в области средней части стопы, в первую очередь страдают диабетом или артритом, которые могут влиять на структуру стопы.Исследования показали, однако, что две трети нормальных здоровых субъектов производили некоторые шаги в местах, где середина ступни касается земли, без каких-либо указаний на то, что это является аспектом нормальной здоровой ходьбы.

Доктор Карл Бейтс из Института старения и хронических заболеваний Университета сказал: «Наши предки, вероятно, впервые развили гибкость в ногах, когда они в основном жили на деревьях и двигались по гибким ветвям, но со временем мы стали все больше и больше. больше наземных животных, появились некоторые новые особенности, позволяющие нам быстро передвигаться по земле.

«Наши конечности, однако, не приспособились к жизни на земле в такой степени, как у других наземных животных, таких как лошади, зайцы и собаки. Наши тесты показали, что наши ноги не такие жесткие, как первоначально предполагалось и на самом деле образуют часть континуума вариаций с таковыми у других человекообразных обезьян.

«Мы выдвигаем гипотезу, что, несмотря на то, что мы стали почти исключительно наземным жилищем, мы сохранили гибкость ног, что позволяет нам эффективно справляться с различиями в твердой и мягкой поверхности земли, с которыми мы сталкиваемся при ходьбе и беге на большие расстояния.Следующая часть нашего исследования будет проверять эту теорию, которая может предложить причину, по которой люди могут обогнать лошадь, например, на больших расстояниях по неровной местности ».

История Источник:

Материалы предоставлены Ливерпульским университетом . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Обычные детские ортопедические заболевания (для родителей)

Со временем вы можете заметить, что ваш ребенок растет не совсем гладко.Многие маленькие дети имеют плоскостопие, ходьбу на носках, голубиные пальцы ног, кривые ноги и колени.

По мере того, как дети растут, некоторые из этих состояний проходят без лечения. Другие этого не делают или становятся более серьезными из-за других заболеваний. Но многие ортопедические (костные) состояния, такие как ямочки на щеках или расщелина подбородка, являются всего лишь нормальными вариациями анатомии человека, которые не нуждаются в лечении.

Плоскостопие

Большинство детей рождаются с плоскостопиями, у которых по мере роста появляются дуги стопы.Но у некоторых детей свод полностью не развивается. Родители часто сначала замечают это, потому что у их ребенка, как они описывают, «слабые лодыжки» (которые, кажется, повернуты внутрь из-за того, как ступни поставлены).

Плоскостопие обычно не вызывает проблем. Врачи рассматривают возможность лечения только в том случае, если оно становится болезненным. Они также не рекомендуют какую-либо специальную обувь, например обувь с высоким берцем, потому что она не влияет на развитие свода стопы.

Родители иногда беспокоятся, что плоскостопие сделает их детей более неуклюжими, чем другие дети, но врачи говорят, что плоскостопие не является поводом для беспокойства и не должно мешать занятиям спортом.Иногда врачи рекомендуют вставлять опоры для стопы в обувь, чтобы уменьшить боль в ногах.

Ходьба на носке

Ходьба на пальцах ног — обычное дело среди малышей, когда они учатся ходить, особенно на втором году жизни. Эта тенденция часто проходит к 3 годам, хотя у некоторых детей она сохраняется.

Периодическая ходьба на пальцах ног не должна вызывать беспокойства, но детям, которые ходят на пальцах ног почти все время и продолжают ходить после трех лет, следует обратиться к врачу. Постоянная ходьба на носках у детей старшего возраста или ходьба только на одной ноге может быть связана с другими состояниями, такими как церебральный паралич, нарушения мышечной слабости, аутизм или другие проблемы нервной системы.

Если у здорового ребенка постоянно возникает ходьба на пальцах ног, врач может порекомендовать несколько посещений физиотерапевта для изучения упражнений на растяжку. Когда ребенку исполнится 4 или 5 лет, может потребоваться гипсовая повязка на стопу и лодыжку на 6 недель, чтобы помочь растянуть икроножные мышцы.

стр. 2

In-Toeing (Голубиные пальцы)

У младенцев может наблюдаться естественный поворот ног в возрасте от 8 до 15 месяцев, когда они начинают стоять. По мере взросления родители могут заметить, что их дети ходят с поворотом стопы внутрь, что также называется «косолапость» или «косолапость».Похищение может иметь несколько разных причин, которые являются нормальными вариациями выстраивания ног и ступней.

Дети, которые часто спотыкаются и спотыкаются, могут иметь внутренний перекрут большеберцовой кости, при котором нижняя часть ноги повернута внутрь. У детей в возрасте старше 3 или 4 лет с ингаляцией может быть бедренная антеверсия, при которой наблюдается более сильный, чем обычно, изгиб в верхней части ноги, из-за чего верхняя часть ноги поворачивается внутрь. У некоторых детей заглатывание может быть связано с имеющимися проблемами со здоровьем, такими как церебральный паралич.

Врачам редко приходится лечить косолапость. Не было доказано, что специальная обувь и скобы, обычно используемые в прошлом, ускоряют естественное медленное улучшение этого состояния. In-toeing обычно не мешает ходьбе, бегу или спорту и заканчивается сам по себе, когда дети становятся подростками и развивают лучший мышечный контроль и координацию.

Кривые ножки

Искривление (также называемое genu varum) — это преувеличенное изгибание ног наружу от колен вниз, которое может передаваться по наследству.Это распространено у младенцев и во многих случаях проходит само по себе по мере роста ребенка.

Искривление ног старше 2 лет или искривление, которое поражает только одну ногу, может быть признаком более серьезной проблемы, такой как рахит или болезнь Блаунта:

Рахит, проблема роста костей, обычно вызываемая нехваткой витамина D или кальция в организме, вызывает сильное искривление ног, а также может вызывать мышечные боли и увеличение селезенки и печени. Сегодня рахит встречается гораздо реже, чем в прошлом.
Рахит и вызванное им искривление ног почти всегда можно исправить, добавив в рацион витамин D и кальций. Однако некоторые виды рахита вызваны генетическим заболеванием и могут потребовать более специализированного лечения у эндокринолога.

Болезнь Блаунта — это заболевание, при котором поражается большеберцовая кость голени. Искривление ноги при болезни Блаунта наблюдается, когда ребенку около 2 лет, может появиться внезапно и быстро ухудшиться.
Причина болезни Блаунта неизвестна, но она вызывает аномальный рост в верхней части большеберцовой кости в области коленного сустава.Чтобы исправить это, детям может потребоваться фиксация или операция в возрасте от 3 до 4 лет.

Вам также следует отвести ребенка к врачу, если искривление наблюдается только с одной стороны или становится все хуже.

Стук-колено

Большинство детей проявляют умеренную склонность к коленям (также называемому genu valgum) в возрасте от 3 до 6 лет, поскольку тело проходит естественный сдвиг выравнивания. Лечение практически не требуется, потому что ноги обычно распрямляются самостоятельно.

Тяжелые колени или колени, которые более выражены с одной стороны, иногда требуют лечения. Такие приспособления, как скобы, шины и стельки для обуви, бесполезны и больше не используются. В редких случаях, когда у детей наблюдаются такие симптомы, как боль или трудности с бегом, операция может быть рассмотрена после 10 летнего возраста.

Структура стопы и голеностопного сустава проявляет эмерджентные свойства, аналогичные пассивным пружинам при ходьбе человека

Abstract

Объективное понимание функций стопы и голеностопного сустава человека может способствовать появлению инновационных носимых устройств на основе биологических материалов.В частности, знания о том, как механическая сила и работа производятся в структурах стопы и лодыжки человека, могут помочь определить, какие типы материалов или компонентов требуются для создания устройств. В этом исследовании мы охарактеризовали комбинированные функции структур стопы и голеностопного сустава во время ходьбы, синтезируя общую силу, смещение и рабочие профили структур, расположенных дистальнее голени. Одиннадцать здоровых взрослых людей передвигались с четырехкратной скоростью. Мы количественно оценили силу реакции опоры и смещение центра давления в системе координат стойки во время фазы опоры, а также общую механическую работу, выполняемую этими конструкциями.Этот всесторонний анализ выявил новые свойства структур стопы и голеностопного сустава, которые аналогичны пассивным пружинам: эти структуры сжимались и отклонялись вдоль продольной оси голени и выполняли почти нулевую или отрицательную чистую механическую работу в диапазоне скоростей ходьбы. Более того, вариативность пиковой силы, общего смещения и работы у разных испытуемых хорошо объяснялась тремя простыми факторами: ростом, массой и скоростью ходьбы. Мы создали основанную на регрессии модель механики фазы опоры, которая может использоваться при проектировании и настройке носимых устройств, которые могут иметь биомиметические или небиомиметические структуры.

Образец цитирования: Hedrick EA, Stanhope SJ, Takahashi KZ (2019) Структуры стопы и голеностопа проявляют эмерджентные свойства, аналогичные пассивным пружинам во время ходьбы человека. PLoS ONE 14 (6): e0218047. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0218047

Редактор: Джон Лестер Уильямс, Университет Мемфиса, США

Поступила: 7 февраля 2019 г .; Одобрена: 24 мая 2019 г .; Опубликовано: 7 июня 2019 г.

Авторские права: © 2019 Hedrick et al.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в рукописи и ее файлах с вспомогательной информацией.

Финансирование: Эта работа была поддержана финансированием Центра исследований изменчивости движений человека Университета Небраски в Омахе и Национального института здравоохранения (P20GM109090), предоставленного KT.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.

Введение

Объективное понимание функции стопы и голеностопного сустава человека может помочь определить механизмы, лежащие в основе здорового передвижения, а также стимулировать инновации и разработку носимых устройств с биоинспирацией, таких как протезы и экзоскелеты. Например, знание механических сил и работы в стопе и голеностопе человека является информативным для понимания того, как анатомические структуры изменяют энергетические состояния тела.Мышцы нижней конечности, такие как подошвенные сгибатели голеностопного сустава, работают за счет активных мышечных сокращений [1–7]. Эластичные структуры, такие как подошвенная фасция [8–11] и ахиллово сухожилие [6, 7, 10, 12–16], могут накапливать и возвращать механическую энергию [17]. Изучение работы по производству биологических структур может определить, какие характеристики материала (например, эластичность или вязкость) или компоненты (например, приводы с батарейным питанием) необходимы для создания устройств, имитирующих естественные структуры и / или функции.

Биовдохновение играет центральную роль в недавней разработке устройств для голеностопных суставов, таких как экзоскелеты и протезы.Биологические структуры голеностопного сустава, в частности, структуры подошвенных мышц-сгибателей и сухожилий, играют важную роль в обеспечении поддержки тела, продвижении вперед и начале качания [5, 13]. Эти структуры производят наибольшую долю положительной работы во время фазы опоры при ходьбе [2, 12, 18], используя эластичные структуры, такие как ахиллово сухожилие [6, 7, 10, 12–16] и активные мышцы [1–7]. ]. Таким образом, определенные функции биологической лодыжки были имитированы с помощью устройств без питания и питания.Например, экзоскелеты без двигателя [19] или ортезы [20–22], сконструированные из эластичных материалов, могут накапливать энергию за счет жесткости на кручение в лодыжке и обеспечивать отталкивающую силу за счет возврата упругой энергии. Активные экзоскелеты [23–27] и протезы [28–30] имитируют активное подошвенное сгибание, генерируя импульс положительной силы в голеностопном суставе во время поздней стойки. Эти биоиндуцированные устройства пытаются воспроизвести поведение изолированной области (например, голеностопного сустава) у людей, не обязательно точно воспроизводя конструкции этих областей.Однако этот подход не принимает во внимание свойства более дистальных структур стопы, которые также обладают уникальными энергетическими характеристиками, включая накопление, возврат, [8–11] и / или диссипацию [31–33]. Мы предлагаем более всеобъемлющий подход к разработке устройств для голеностопного сустава и стопы, в котором мы исследуем суммарный эффект того, как группа структур действует вместе во время передвижения.

Когда все биологические структуры стопы и голеностопного сустава объединены, недавнее исследование ходьбы показало, что общий эффект этих структур напоминает энергетически нейтральную систему, производящую почти равные величины отрицательной и положительной работы [34].В то время как структуры подошвенного сгибателя голеностопного сустава и сухожилия производят большую часть положительной работы в нижней конечности [1, 12, 34], структуры стопы рассеивают энергию за счет пяточной подушки [31–33] и плюснефалангового сустава [34–37]. ]. Другими словами, комбинированное поведение стопы и лодыжки может быть аналогично пассивной пружине, которая накапливает, а затем возвращает энергию (то есть нулевую чистую работу). Это знание функций биологических структур может обеспечить универсальность в разработке носимых устройств: пружинное поведение биологической системы стопа-лодыжка может быть воспроизведено, теоретически, с помощью эластичных устройств без источника питания, которые накапливают и возвращают энергию, или функции можно эмулировать с помощью устройств с питанием, которыми можно активно управлять.

Обобщенная модель, которая может параметризировать общие функции комбинированной системы стопы и голеностопного сустава, необходима для дальнейшего упрощения конструкции устройств стопы и голеностопного сустава и их настройки. Одним из важных параметров будет способ, которым сила реакции опоры или расположение центра давления смещается во время стойки. Было показано, что биологическая система стопы и голеностопного сустава принимает форму качалки во время ходьбы, когда смещение центра давления рассматривается в системе координат голени [38–46].Количественная оценка или параметризация этой «перекатывающейся формы» может быть информативной для понимания общего поведения биологической стопы и голеностопного сустава, а также вдохновила носимые устройства на сохранение биологической «перекатывающейся формы» [41]. Одним из примеров воссоздания этой «перекатывающейся формы» является использование массивных ботинок с качающимся низом [43]. В этом примере «опрокидывающаяся форма» является фиксированной и жесткой и не может эффективно выполнять механическую работу. Биологическая стопа и голеностопный сустав, напротив, достигают своей «перекатывающейся формы» за счет комбинированных эффектов вращения голеностопного и пальцевого суставов, а также деформаций подошвенной поверхности стопы [38].Таким образом, конструкции устройств, имитирующие «переворачивающуюся форму», могут не воспроизводить механические рабочие профили биологической стопы и голеностопного сустава. Включение сил, смещения и рабочих профилей биологической лодыжки и стопы в обобщенную модель приведет к улучшенным кинематическим и рабочим профилям индивидуальных устройств для голеностопного сустава и стопы.

Это исследование преследовало две цели. Во-первых, мы стремились количественно оценить совокупную силу, смещение и работу всех структур дистальнее голени (то есть стопы и лодыжки) во время нормальной ходьбы.Во-вторых, мы проверили гипотезу о том, что скорость ходьбы, рост и масса являются сильными предикторами индивидуальной изменчивости силы, смещения и показателей работы. Эти знания облегчат создание простой модели на основе данных, основанной на регрессии, которая может прогнозировать идеализированную силу, смещение и рабочие параметры (дистальнее голени), которые могут быть использованы для настройки переносных устройств стопы и голеностопного сустава без источника питания, таких как протезы и т. Д. экзоскелеты.

Методы

Протокол эксперимента

Одиннадцать здоровых субъектов (6 женщин, 5 мужчин, 24 года.2 ± 2,9 года, рост 1,72 ± 0,08 м и масса тела 75,3 ± 21,8 кг) участвовали в полностью инструментальном анализе походки. Субъекты были обследованы на наличие любых нарушений опорно-двигательного аппарата и дали письменное информированное согласие, одобренное IRB в Университете Делавэра. Кинематические данные (120 Гц) были собраны с использованием системы захвата движения на основе шести камер (Eagle Cameras, Motion Analysis Corp., Санта-Роза, Калифорния), а кинетические данные (360 Гц) были собраны с платформы тензодатчика (модель OR6. -7-2000, 46.4 см x 50,8 см, AMTI, Уотертаун, Массачусетс). Набор маркеров с 6 степенями свободы [47] использовался для оценки движения нижних конечностей во время ходьбы. Испытуемые ходили босиком с четырьмя скоростями ходьбы: 0,4, 0,6, 0,8 и 1,0 роста в секунду (0,69 ± 0,03, 1,03 ± 0,05, 1,38 ± 0,06 и 1,72 ± 0,08 м / с), что подтверждается двумя лучами фотоэлементов, расположенными на расстоянии примерно 3,0 метра друг от друга. . Испытания принимались для анализа, если фактическая скорость испытуемого находилась в пределах ± 0,02 роста в секунду от целевой скорости и если наблюдалось, что вся правая ступня испытуемого соприкасается с одной силовой платформой.Все данные были обработаны и проанализированы с использованием программного обеспечения Visual3D (C-Motion Inc., Germantown, MD). К необработанным данным был применен фильтр нижних частот Баттерворта второго порядка (6 Гц для кинематических данных и 25 Гц для кинетических данных).

Усилие и смещение дистальнее хвостовика

Когда траектория смещения центра давления (COP) (т. Е. Места приложения силы реакции опоры (GRF) во время стойки) преобразуется из лабораторной системы координат в систему координат стойки (SCS), профиль смещения COP характеризует ‘ эффективная форма »или« чистая деформация »структур голеностопного сустава и стопы [38, 41].Используя эти концепции, мы преобразовали данные GRF и COP в SCS, чтобы охарактеризовать силу и смещение дистальнее голени, соответственно (рис. 1). Мы установили SCS таким образом, чтобы ось X определяла медиально-боковую (M / L) ось, ось Y определяла передне-заднюю (A / P) ось, ось Z определяла верхнюю-нижнюю (S / I). ) оси, а начало координат — центром голеностопного сустава. В совокупности эти кинематические и кинетические данные представляют профили силы и смещения структур голеностопного сустава и стопы.

Рис. 1. Преобразование координат.

Данные о силе реакции опоры (GRF) и центре давления (COP) были преобразованы из лабораторной системы координат в систему координат стойки (SCS). Этот анализ охарактеризовал силу и смещение дистальнее стержня соответственно.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0218047.g001

Сила дистальнее хвостовика

Мы количественно определили общую механическую мощность, производимую всеми структурами дистальнее стержня, с помощью единого анализа деформируемых сегментов [48].Этот метод синтезирует смещение GRF и COP относительно голени и улавливает суммарный вклад структур голеностопного сустава и стопы [48]. В частности, скорость COP, или «дальняя скорость» (), была определена количественно (уравнение 1) путем учета поступательной скорости центра масс (COM) () и скорости вращения сегмента хвостовика, а также движения COP смещение относительно хвостовика (т. е. вектор от COM хвостовика к COP).
(1)
Термин «дистальный» здесь используется для обозначения вклада всех структур, расположенных дистальнее голени, поскольку на оценку может влиять механика голеностопного сустава и / или стопы.Оценка, в частности, аналогична смещению COP в SCS (как определено ранее). Затем мощность всех структур, удаленных от стержня (P), была определена количественно (уравнение 2) путем суммирования скалярного произведения GRF и скалярного произведения свободного момента силовой пластины (- который является моментом относительно вертикальной оси лабораторная система координат) и.
(2)
Анализ данных

Было проанализировано общее смещение COP и GRF как в верхнем-нижнем, так и в передне-заднем направлениях в SCS.Оба эти значения были рассчитаны во время фазы опоры, от удара пяткой до отрыва, с минимальным порогом вертикального GRF 20 Н. Суммарный ход смещения COP по переднезадней оси определяли по разнице между минимальным и максимальным значениями COP. Суммарный ход смещения COP по верхней-нижней оси анализировали путем вычитания максимального значения COP из начального значения при ударе пяткой. Пик GRF в верхнем-нижнем направлении был вторым пиком (во время поздней стойки), а пик GRF в передне-заднем направлении был минимальным значением GRF в передне-задней оси.Положительную и отрицательную работу дистальнее стержня определяли путем отдельного интегрирования положительных и отрицательных значений мощности с течением времени, соответственно, с помощью MATLAB (MathWorks Inc., Натик, Массачусетс, США). Чистая работа была суммой положительных и отрицательных показателей работы.

Статистический анализ

Линейный дисперсионный анализ смешанной модели использовался для определения влияния роста, массы тела и скорости на конечные переменные (смещение COP, пики GRF, положительная работа, отрицательная работа и чистая работа).Анализ представлял собой четырехфакторный дисперсионный анализ смешанной модели (случайный эффект: субъект; фиксированные эффекты: скорость, рост и масса тела). Все четыре фактора были изначально введены в модель, и было использовано пошаговое исключение для исключения наименее значимых переменных до тех пор, пока не остались только значимые условия (p <0,05). Остальные значимые переменные были включены в уравнение предиктора для переменных результата. Были указаны коэффициенты для этих переменных, а также значение R ² для уравнения.Этот анализ был проведен для каждой переменной результата (MATLAB; The MathWorks Inc., Натик, Массачусетс, США и IBM SPSS Statistics, IBM, Армонк, Нью-Йорк, США).

Результаты

Рабочий объем

COP в SCS в основном смещается в переднем направлении во время стойки (рис. 2A). Общее смещение КС в переднезаднем направлении составило 20,33 ± 1,68, 20,43 ± 1,45, 20,64 ± 1,56 и 20,41 ± 1,70 см для каждой скорости увеличения (0,4, 0,6, 0,8 и 1,0 рост / с) соответственно.Согласно смешанной модели ANOVA, рост тела (p = 0,003) был значимым предиктором общего смещения в передне-заднем направлении (скорректированный R ² = 0,76). Масса тела и скорость не оказали значительного влияния на смещение A / P, и поэтому не были включены в модель. Модель предсказала следующее уравнение: (Уравнение 3) (3)

Рис. 2.

Временные ряды смещения центра давления (a) и силы реакции опоры (b) в системе координат хвостовика. Различные линии представляют 4 скорости (сплошная линия = 0.4 роста в секунду, пунктирная линия = 0,6 роста в секунду, пунктирная линия = 0,8 роста в секунду и пунктирная линия = 1,0 роста в секунду).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0218047.g002

КС смещается в верхнем направлении при тыльном сгибании голеностопного сустава, а КС смещается в нижнем направлении при подошвенном сгибании голеностопного сустава (рис. 2А). Общее смещение COP в верхнем направлении составляло 4,80 ± 0,69, 4,93 ± 1,00, 4,52 ± 1,08 и 4,39 ± 0,91 см для каждой скорости (0,4, 0,6, 0.8 и 1,0 рост / с) соответственно. Анализ смешанной модели ANOVA определил, что рост (p = 0,004) и скорость (p = 0,0233) были значимыми предикторами общего смещения в направлении выше-ниже (скорректированный R ² = 0,71). Масса тела оказала незначительное влияние и поэтому была удалена из модели. Полученное уравнение было: (Уравнение 4) (4)

Force.

Сила реакции опоры на передне-заднюю ось SCS была направлена в заднем направлении почти на всем протяжении стойки, в первую очередь потому, что во время стойки стойка преимущественно вращалась в прямом направлении вокруг медиально-боковой оси.Пик силы реакции опоры в переднезаднем (A / P) направлении составлял -225,32 ± 52,86, -245,00 ± 56,24, -270,66 ± 62,16 и -292,03 ± 76,09 Н для каждой возрастающей скорости (0,4, 0,6, 0,8 и 1.0 рост / с) соответственно. Основываясь на смешанных моделях ANOVA, масса тела (p <0,001) и скорость (p <0,001) были значимыми предикторами пиковой силы в передне-заднем направлении (скорректированный R ² = 0,93). Рост не оказывал значительного влияния на пиковую силу A / P и поэтому был удален из модели.Уравнение модели стало следующим: (Уравнение 5) (5)

Общая картина силы в верхней-нижней оси была аналогична вертикальной GRF в лабораторной системе координат [49] в том, что сила показывала два различных пика во время стойки (рис. 2B). Вертикальные пики GRF во время поздней стойки для каждой возрастающей скорости составляли 728,44 ± 209,70, 758,16 ± 219,31, 815,60 ± 239,31 и 861,37 ± 272,52 Н соответственно. Масса тела (p <0,001) и скорость (p <0,001) были значимыми предикторами максимальной силы в направлении выше-ниже (скорректировано R ² = 0.98). Рост не оказал значительного влияния на пиковую силу S / I и поэтому был удален из модели. Результирующее модельное уравнение: (Уравнение 6) (6)

Мощность и работа

Во время первых ~ 75% стойки конструкции, расположенные дистальнее голени (то есть стопа-лодыжка), производили отрицательную силу, тогда как в течение последних ~ 25% стойки конструкции производили положительную энергию (рис. 3). Было произведено 9,92 ± 4,49, 10,46 ± 3,30, 13,14 ± 4,57 и 16,19 ± 5,68 Дж положительной работы для условий скорости 0.4, 0,6, 0,8 и 1,0 роста / с соответственно (рис. 4).

Рис. 3. Смещение, усилие и мощность дистальнее стержня.

(a) Средняя механическая мощность дистальнее стойки во время фазы опоры (N = 11). Цвета соответствуют интенсивности мгновенной мощности. Во время первых ~ 75% стойки конструкции, расположенные дистальнее голени (т. Е. Стопа-лодыжка), производили отрицательную энергию, тогда как в течение последних ~ 25% стойки структуры производили положительную энергию. (b) Смещение, сила и мощность дистальнее стойки во время фазы опоры.Цветные кружки указывают смещение COP в системе координат хвостовика (SCS), а цвета кружков представляют собой интенсивность мощности в каждой точке позиции. Черные линии представляют силу реакции земли в SCS, в которой длина вектора обозначает величину силы. Голубой ромб показывает расположение центра голеностопного сустава в ГКС. Длина зеленой линии представляет собой величину средней массы тела (~ 740 Н).

https: // doi.org / 10.1371 / journal.pone.0218047.g003

Рис. 4. Средняя механическая работа дистальнее голени во время фазы опоры (N = 11).

Величина отрицательной работы (красный) немного больше, чем положительной работы (синий), в результате получается небольшая чистая отрицательная работа (черный). Величина положительной работы и чистой работы увеличивалась с увеличением скорости (p <0,001 и p = 0,0024), но не отрицательной работы (p = 0,1758).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0218047.g004

Анализ смешанной модели ANOVA показал, что масса тела (p <0.001) и скорость (p <0,001) были значимыми предикторами положительной работы (скорректировано R ² = 0,86). Рост не оказал значительного влияния на положительную работу и был удален из модели. Полученное модельное уравнение было (уравнение 7): (7)

Сумма отрицательной работы для каждого условия скорости составила -15,34 ± 5,83, -16,02 ± 7,50, -16,18 ± 8,05, -16,96 ± 10,74 Дж соответственно. Эти структуры производили немного большую отрицательную работу, чем положительную, что приводило к небольшой чистой отрицательной работе (рис. 4).

Масса (p <0,001) оказалась значимым предиктором отрицательной работы (скорректированный R ² = 0,90). Рост и скорость незначительно повлияли на отрицательную работу и были удалены из модели. Полученное модельное уравнение для отрицательной работы было (уравнение 8): (8)

Объем чистой работы, произведенной для каждого условия скорости, составил -5,42 ± 3,27, -5,56 ± 5,09, -3,05 ± 5,63 и -0,77 ± 7,65 Дж. Были найдены масса тела (p <0,001) и скорость (p = 0,0023). также быть значимыми предикторами сетевой работы (скорректировано R ² = 0.62). Рост не оказал значительного влияния на работу сети и был удален из модели. Полученное модельное уравнение для сети было (уравнение 9): (9)

Обсуждение

Целью этого исследования было количественное определение общей силы, смещения и работы всех структур дистальнее голени при нормальной ходьбе. Количественная оценка силы и смещения помогает определить, как биологические структуры стопы и голеностопного сустава реагируют на динамические нагрузки, а также определить механическую работу, выполняемую этими структурами.Пиковое усилие от дистального конца к стержню, общее смещение и рабочие профили можно использовать для создания управляемой данными модели, которая поможет настроить носимые устройства стопы и голеностопного сустава. Наша гипотеза частично подтверждалась тем, что скорость, рост и масса испытуемого действительно предсказывали индивидуальную изменчивость пиковой силы, общего смещения и работы. Однако не все переменные предсказывали силу, перемещение и работу.

В предыдущих исследованиях «формы переворачивания» было обнаружено, что смещение COP соответствует круговой форме от удара пяткой до противоположного контакта стопы [38, 40–46].Кроме того, эта форма переворачивания зависит от роста человека и не зависит от скорости ходьбы [38]. Наши результаты частично согласуются с тем, что рост тела значительно предсказывал полное смещение COP как по верхней-нижней, так и по передне-задней осям. Однако мы обнаружили, что скорость влияет на смещение COP в верхних-нижних осях, но не на передне-задних осях. В этом исследовании мы проанализировали каждую ось смещения COP отдельно, вместо того, чтобы смотреть на радиусы кривизны [38, 40–42, 45], что могло привести к разным результатам.Мы количественно оценили две оси по отдельности, чтобы можно было связать силы, вызывающие смещение по каждой оси.

Анализируя силу и работу в сочетании со смещением центра давления, наш анализ выявил эмерджентное свойство функции стопы и голеностопного сустава человека, аналогичное пассивной системе. В соответствии с предыдущими исследованиями [34], стопа и лодыжка выполняли сеточную работу, которая не превышала нуля (или не была положительной) при различных скоростях ходьбы, при этом количество отрицательной сетевой работы увеличивалось с более медленными скоростями ходьбы.При более медленных скоростях ходьбы 0,4 и 0,6 роста в секунду чистая работа составляла 35,35% и 34,71% от общей отрицательной работы, соответственно, что свидетельствует о том, что структуры стопы и голеностопа вели себя как пружинно-амортизирующая система. Однако, когда скорость увеличилась до нормальной скорости ходьбы от 0,8 до 1,0 роста / с, чистая работа стала немного отрицательной и приближалась к нулю, при этом составляя гораздо меньший процент от общей отрицательной работы (18,84% и 4,51%). Это указывает на то, что механическая работа была подобна идеальной пружине.Более того, пружиноподобное поведение было дополнительно очевидно из профилей усилия и смещения вдоль продольной оси хвостовика. Во время первой фазы COP смещался в верхнем направлении в присутствии направленной выше силы на протяжении большей части стойки. Это может быть аналогично сжатию пружины в продольном направлении и совпадать со структурами стопы и лодыжки, выполняющей отрицательную работу (рис. 3). Во время конечной позиции COP смещается в нижнем направлении при наличии направленной выше силы.Это можно сравнить с отдачей пружины после сжатия, что совпало с положительной работой структур стопы и лодыжки.

Пружинные аналогии биологических конечностей, подобные тому, что мы нашли для системы стопа-голеностопный сустав, повсеместно используются в исследованиях передвижения человека. Например, модель пружины и массы использовалась для характеристики движения центра масс во время фазы стояния во время бега [50–53]. Модель торсионной пружины использовалась для описания момента-угла в голеностопном суставе человека во время фазы опоры при ходьбе [39, 54–57].Важной характеристикой биологических пружин является жесткость (или «квази-жесткость»), которая измеряется соотношением максимальной силы и смещения ноги во время бега [51, 58–60] или соотношением голеностопного сустава. момент и угловое смещение при ходьбе [39, 54, 55, 57, 61]. В соответствии с этими концепциями, мы количественно определили продольную жесткость структур, расположенных дистально по отношению к стержню, путем вычисления отношения максимальной силы и полного смещения (в системе координат стержня). Мы обнаружили, что продольная жесткость увеличивалась с увеличением скорости (p = 0.002), где жесткость по четырем скоростям (0,4, 0,6, 0,8 и 1,0 роста / с) составила: 153,48 ± 43,81, 156,22 ± 40,31, 187,27 ± 58,52 и 200,71 ± 58,83 Н / см. Наши результаты подтверждают идею о том, что люди могут модулировать жесткость структур нижних конечностей при выполнении широкого спектра локомоторных задач, подобно тому, как вся нога может модулировать жесткость при беге по различным поверхностям [58], или как голеностопный сустав может модулировать жесткость, когда ходьба быстрее [57, 61] или с добавленной массой [57].

Почти нулевая сетка, выполняемая структурами стопы и лодыжки человека, может предполагать, что теоретически устройство без питания могло имитировать биологическую функцию, либо как устройства, которые работают с основной анатомией (т.например, экзоскелеты или ортезы) или заменяют конструкции (например, протезы). В последние годы разработка устройств без источника питания показала большие перспективы в улучшении и / или восстановлении нормальной ходьбы. Подпружиненный экзоскелет голеностопного сустава, например, может снизить метаболические затраты при ходьбе у здоровых взрослых [62]. Протез без питания, который собирает энергию столкновения во время удара пяткой, может улучшить отталкивание у людей с ампутацией конечности [63]. Примечательно, что на производительность устройств, не подключенных к источнику питания, в значительной степени влияет выбор ключевых параметров конструкции, таких как жесткость.Устройство, которое не является слишком жестким или слишком податливым, кажется благоприятным для максимизации результатов походки, поскольку есть механические и энергетические последствия использования неидеальной жесткости [64–69]. Кроме того, еще одна особенность, которая может быть важной для устройств без питания, — это способность изменять их жесткость в зависимости от задачи ходьбы [70]. Как показали наше и другие исследования [57, 58, 61], биологические конечности обладают врожденной способностью модулировать жесткость суставов / конечностей в зависимости от требований передвижения.Таким образом, устройство, которое включает микромоторы для изменения характеристик жесткости [70, 71], может быть жизнеспособным решением для воспроизведения характерных особенностей биологической системы стопы и голеностопного сустава.

Мы разработали основанную на регрессии модель биологической механики стопы и голеностопного сустава (таблица 1) и предполагаем, что эта модель может быть полезной для будущего проектирования и настройки носимых устройств. В частности, мы обнаружили, что вариабельность пикового усилия, общего смещения и работы от одного субъекта к другому хорошо объясняется тремя простыми факторами: ростом человека, массой и скоростью ходьбы.Эти знания затем могут быть преобразованы в оптимизацию характеристик устройства для отдельного пользователя путем настройки соответствующей жесткости, формы и / или демпфирования (рис. 5). Например, для человека весом 74,5 кг и ростом 184 см с желаемой скоростью ходьбы 1,3 м / с наша модель на основе регрессии предсказывает следующее: общее смещение A / P 22,12 см, общее смещение S / I. 6,38 см, пиковая сила A / P 262,95 Н, пиковая сила S / I 794,85 Н, положительная работа 13,15 Дж и отрицательная работа -15.85 J. Эти параметры позволили бы разработать биоиндуцированное устройство, которое воспроизводило бы функцию биологических структур.

Рис. 5. Управляемая данными регрессионная модель функции стопы и голеностопного сустава человека во время ходьбы.

В частности, эта модель может прогнозировать пиковую силу и общее смещение человека по осям голени, а также положительную, отрицательную и чистую работу в зависимости от роста, массы тела и скорости. Эта информация может быть преобразована в конструкции протезов, ортезов или экзоскелетов, которые пытаются имитировать биологические функции с помощью различных конструкций, включая как биомиметические, так и небиомиметические подходы.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0218047.g005

Есть некоторые ограничения наших прогнозов модели. Во-первых, существуют другие механические (например, антропометрические параметры стопы, размер мышц) и нервные (например, активация мышц) факторы, которые могут влиять на пиковую силу, общее смещение и рабочие показатели. Во-вторых, в настоящее время неясно, насколько обобщаемы прогнозы нашей модели, поскольку мы не проверяли точность модели при применении к новым людям, другим здоровым взрослым или людям с нарушениями походки.Однако преимущество нашей модели, основанной на регрессии, заключается в том, что она не требует данных о биомеханике или походке и, таким образом, может предложить ценное «начальное приближение» к рецепту устройства для конкретного пациента. Наша модель затем может использоваться в сочетании с существующими устройствами для голеностопного сустава, которые позволяют точно регулировать механические характеристики, например, прототипы, содержащие взаимозаменяемые компоненты [62, 64, 65, 69], или с помощью технологии быстрого прототипирования или трехмерной печати. [72–75].

Изучая механику дистальнее голени, конструкции будущих устройств стопы и голеностопного сустава не должны быть ограничены имитацией биологической формы (Рис. 5).Хотя биомимикрия играет центральную роль во многих устройствах стопы и голеностопного сустава [28, 62, 76, 77], наша обобщенная модель биологической функции стопы и голеностопного сустава не ограничивается структурами, имеющими анатомическое сходство, такими как устройства, которые имеют суставы голеностопного сустава и стопы. скелетообразные сегменты. Теоретически воспроизведение профилей силы, смещения и работы «дистальнее стержня» может происходить от устройств, которые принимают небиомиметическую форму. Такие небиомиметические устройства существуют в роботизированных ногах, созданных на основе животных [78–81], и во многих протезах голеностопного сустава и стопы, которые не имеют истинных суставов [82–86], например, протезы для бега, имитирующие пружину подобное поведение человеческой ноги [83–86].Наша модель, управляемая данными, может способствовать универсальности и гибкости будущих проектов, которые пытаются воспроизвести биологическую функцию с помощью биомиметической и / или небиомиметической формы.

Заключение

Изучая силу, смещение и рабочую отдачу от структур, расположенных дистальнее голени, мы получили новое представление о функциях стопы и голеностопного сустава человека во время ходьбы. В частности, система стопы и голеностопного сустава аналогична идеальной пружине, которая сжимается и отскакивает вдоль продольной оси голени, выполняя почти нулевую или отрицательную сетку в диапазоне скоростей ходьбы.Изменчивость пикового усилия, общего смещения и работы от субъекта к субъекту предсказывается комбинацией массы тела, роста и скорости ходьбы. Эти результаты могут создать базу данных о нормальной походке, которая может помочь в разработке и настройке устройств стопы и голеностопного сустава без питания (например, протезов, экзоскелетов), которые могут имитировать биологические функции во время ходьбы.

Вспомогательная информация

S1 Таблица. Специфические данные по предмету и усредненные данные.

Включены данные по конкретным предметам, участвующие в смешанной модели ANOVA.Эти данные также включают средние данные, влияющие на смещение центра давления и силу реакции опоры, временные ряды в системе координат стойки, а также среднюю механическую мощность и работу дистальнее стойки во время фазы опоры.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0218047.s001

(XLSX)

Ссылки

1. ДеВита П., Хелсет Дж., Хортобаджи Т. Мышцы делают больше положительной, чем отрицательной работы при передвижении человека. J Exp Biol.2007 ОКТ 1; 210 (19): 3361–73.

2. Зимний DA. Выработка и поглощение энергии в лодыжках и коленях во время быстрых, естественных и медленных темпов. Clin Orthop. 1983 (175): 147–54. pmid: 6839580

3. Каванья Г.А., Канеко М. Механическая работа и эффективность в горизонтальной ходьбе и беге. J Physiol — Лондон. 1977; 268 (2): 467–81. pmid: 874922

4. Эльфтман Х. Функция мышц при передвижении. Am J Physiol. 1939 ФЕВ; 125 (2): 357–66.

5.Neptune RR, Kautz SA, Zajac FE. Вклад отдельных подошвенных сгибателей голеностопного сустава в поддержку, продвижение вперед и начало движения во время ходьбы. J Biomech. 2001 НОЯ; 34 (11): 1387–98. pmid: 11672713

6. Зелик К.Е., Адамчик П.Г. Единый взгляд на отталкивание лодыжки при ходьбе. J Exp Biol. 2016 1 декабря; 219 (23): 3676–83.

7. Lichtwark GA, Wilson AM. Взаимодействие между икроножной мышцей человека и ахилловым сухожилием при движении наклона, выравнивания и снижения.J Exp Biol. 2006 1 НОЯБРЯ; 209 (21): 4379–88.

8. Кер РФ, Беннетт МБ, Бибби С.Р., Кестер Р.С., Александр Р.М. Источник в своде стопы человека. Природа. 1987 8 января, 325 (6100): 147–9.

9. Стирн С.М., Макдональд К.А., Олдерсон Дж. А., Норт I, Окснард К.Э., Рубенсон Дж. Арка стопы и энергия передвижения человека. Научный доклад, 2016 19 ЯНВАРЯ; 6: 19403. pmid: 26783259

10. Lichtwark GA, Bougoulias K, Wilson AM. Длина мышечного пучка и ряда упругих элементов изменяется по длине икроножной мышцы человека при ходьбе и беге.J Biomech. 2007. 40 (1): 157–64. pmid: 16364330

11. Erdemir A, Hamel AJ, Fauth AR, Piazza SJ, Sharkey NA. Динамическая нагрузка подошвенного апоневроза при ходьбе. J Bone Joint Surg — Am Vol. 2004 MAR; 86A (3): 546–52.

12. Фаррис DJ, Савицкий GS. Механика и энергетика ходьбы и бега человека: перспектива совместного уровня. Интерфейс J R Soc. 2012 ЯНВАРЬ 7; 9 (66): 110–8. pmid: 21613286

13. Фукунага Т., Кубо К., Каваками Ю., Фукасиро С., Канехиса Н., Маганарис С. Н..Поведение мышечного сухожилия человека при ходьбе in vivo. Proc R Soc B-Biol Sci. 2001 7 ФЕВ; 268 (1464): 229–33.

14. Фукунага Т., Каваками Ю., Кубо К., Канехиса Х. Взаимодействие мышц и сухожилий во время движений человека. Exerc Sport Sci Rev. 2002 ИЮЛ; 30 (3): 106–10. pmid: 12150568

15. Савицкий Г.С., Льюис К.Л., Феррис Д.П. Полезно иметь пружину в вашем шаге. Exerc Sport Sci Rev. 2009 ИЮЛЬ; 37 (3): 130–8. pmid: 19550204

16. Исикава М., Коми П.В., Грей М.Дж., Лепола В., Брюггеманн Г.П.Взаимодействие мышц и сухожилий и использование упругой энергии при ходьбе человека. J Appl Physiol. 2005 AUG; 99 (2): 603–8. pmid: 15845776

17. Робертс Т.Дж., Азизи Э. Гибкие механизмы: разнообразные роли биологических пружин в движении позвоночных. J Exp Biol. 2011 ФЕВ; 214 (3): 353–61.

18. Хуанг Т.П., Короче К.А., Адамчик П.Г., Куо А.Д. Механические и энергетические последствия снижения подошвенного сгибания голеностопного сустава при ходьбе человека. J Exp Biol. 2015 НОЯБРЬ; 218 (22): 3541–50.

19.Гуань X, Куай С., Джи Л., Ван Р., Джи Р. Паттерны активности мышц туловища и паттерны движений пациентов с полным двигательным повреждением спинного мозга в точках T8 и T10 при ходьбе с различными экзоскелетами без питания. J Spinal Cord Med. 2017; 40 (4): 463–70. pmid: 28514926

20. Боэс М.К., Болларт Р.Э., Кеслер Р.М., Лермонт Ю.К., Ислам М., Петруччи М.Н. и др. Выполнение теста с шестиминутной ходьбой у лиц с рассеянным склерозом при использовании пассивных или механических ортезов голеностопного сустава. Arch Phys Med Rehabil.МАР 2018; 99 (3): 484–90. pmid: 28778829

21. Arch ES, Стэнхоуп SJ, Хиггинсон JS. Пассивно-динамический ортез на голеностопный сустав воспроизводит функцию камбаловидной, но не икроножной мышцы во время стойки при ходьбе: рекомендации для рецептов ортезов. Международное протезирование и ортопедия. 2016 Октябрь; 40 (5): 606–16. pmid: 26209424

22. Arch ES, Stanhope SJ. Пассивно-динамические ортезы голеностопного сустава и стопы заменяют силу голеностопного сустава, вызывая адаптивные стратегии походки: технико-экономическое обоснование.Энн Биомед Eng. 2015 ФЕВ; 43 (2): 442–50. pmid: 25023660

23. Коллер-младший, Реми CD, Феррис Д.П. Биомеханика и энергетика ходьбы в экзоскелете голеностопного сустава с электроприводом с использованием миоэлектрического контроля по сравнению с механически внутренним контролем. J NeuroEng Rehabil. 2018 25 МАЯ; 15:42. pmid: 29801451

24. Такахаши KZ, Левек MD, Савицкий GS. Экзоскелет голеностопного сустава с электроприводом на основе нейромеханики для помощи при ходьбе после инсульта: технико-экономическое обоснование. Журнал нейроинженерии и реабилитации.2015 25 февраля,; 12 (1): 23.

25. Wu C, Mao H, Hu J, Wang T, Tsai Y, Hsu W. Влияние тренировки походки с использованием робота-экзоскелета нижних конечностей на людей с полным повреждением спинного мозга. J NeuroEng Rehabil. 2018 5 МАРТА; 15:14. pmid: 29506530

26. Галле С., Малькольм П., Дерав В., Де Клерк Д. Повышение эффективности при ходьбе с нагрузкой под наклоном с помощью экзоскелета на щиколотке и стопе с электроприводом. Eur J Appl Physiol. 2014 НОЯБРЬ; 114 (11): 2341–51. pmid: 25064193

27.Авад Л.Н., Бэ Дж., О’Доннелл К., Де Росси, Стефано М. М., Хендрон К., Слоот Л. Х. и др. Мягкий роботизированный экзокостюм улучшает ходьбу у пациентов после инсульта. Наука трансляционная медицина. 2017 26 июля,; 9 (400): eaai9084. pmid: 28747517

28. Herr HM, Grabowski AM. Бионический протез голеностопного сустава нормализует походку людей с ампутацией ноги. Proc R Soc B-Biol Sci. 2012 ФЕВРАЛЯ 7; 279 (1728): 457–64.

29. Малькольм П., Кесада Р. Э., Капуто Дж. М., Коллинз Ш.Влияние времени выталкивания в роботизированном протезе голеностопного сустава на энергетику и механику ходьбы. J NeuroEng Rehabil. 2015 ФЕВРАЛЯ 22; 12:21. pmid: 25889201

30. Кесада RE, Капуто Дж. М., Коллинз Ш. Увеличение отталкивания голеностопного сустава с помощью протеза с электроприводом не обязательно снижает скорость метаболизма у людей с ампутированными конечностями. J Biomech. 2016 3 октября; 49 (14): 3452–9. pmid: 27702444

31. Гефен А., Мегидо-Равид М., Ицчак Ю. Биомеханическое поведение пяточной накладки человека in vivo во время фазы опоры походки.J Biomech. 2001 DEC; 34 (12): 1661–5. pmid: 11716870

32. Aerts P, Ker RF, Declercq D, Ilsley DW, Alexander RM. Механические свойства подушечек пятки человека — парадокс разрешен. J Biomech. 1995 НОЯБРЬ; 28 (11): 1299–308. pmid: 8522543

33. Ношение SC, Hooper SL, Dubois P, Smeathers JE, Dietze A. Силовые деформационные свойства подушечек пятки человека во время ходьбы босиком. Медико-спортивные упражнения. 2014 AUG; 46 (8): 1588–94. pmid: 24504425

34. Такахаши К.З., Ворстер К., Брюнинг Д.А.Энергетически нейтральный: части стопы и лодыжки человека в совокупности производят почти нулевую механическую работу во время ходьбы. Научный отчет 2017 НОЯБРЬ 13; 7: 15404. pmid: 29133920

35. Такахаши KZ, Stanhope SJ. Профили механической энергии комбинированной системы голеностопного сустава и стопы при нормальной походке: идеи для конструкций протезов. Поза походки. 2013 СЕН; 38 (4): 818–23. pmid: 23628408

36. Стефанишин DJ, Нигг Б.М. Вклад механической энергии плюснефалангового сустава в бег и спринт.J Biomech. 1997. 30 (11–12): 1081–5. pmid: 9456374

37. Willwacher S, Koenig M, Potthast W., Brueggemann G. Способствует ли конкретная обувь накоплению и возврату энергии в плюснефаланговом суставе при беге? J Appl Biomech. 2013 Октябрь; 29 (5): 583–92. pmid: 24203172

38. Хансен А.Х., Чайлдресс Д.С., Нокс Э. Формы опрокидывания опорно-двигательной системы человека: влияние скорости ходьбы. Clin Biomech. 2004 МАЙ; 19 (4): 407–14.

39. Хансен А.Х., Чайлдресс Д.С., Мифф СК, Гард С.А., Месплай КП.Голеностопный сустав человека во время ходьбы: значение для дизайна биомиметических протезов голеностопного сустава. J Biomech. 2004. 37 (10): 1467–74. pmid: 15336920

40. Хансен А.Х., Чайлдресс Д.С. Влияние добавления веса туловища на перекатные характеристики ходьбы. J Rehabil Res Dev. 2005; 42 (3): 381–90. pmid: 16187250

41. Хансен А.Х., Чайлдресс Д.С. Исследования формы переворачивания: значение для проектирования, выравнивания и оценки протезов и ортезов голеностопного сустава.Disabil Rehabil. 2010. 32 (26): 2201–9. pmid: 20626257

42. Ван СС, Хансен А.Х. Реакция трудоспособных людей на изменение радиуса коромысла обуви во время ходьбы: изменения кинематики голеностопного сустава для поддержания постоянной формы переката. J Biomech. 26 августа 2010 г.; 43 (12): 2288–93. pmid: 20483413

43. Адамчик П.Г., Коллинз С.Х., Куо А.Д. Преимущества перекатывающейся стопы при ходьбе человека. J Exp Biol. 2006 г. 15 октября; 209 (20): 3953–63.

44. Хансен А.Х., Чайлдресс Д.С.Влияние высоты каблука обуви на биологические характеристики опрокидывания во время ходьбы. Журнал реабилитационных исследований и разработок. 2004 Июль; 41 (4): 547. pmid: 15558383

45. Хансен А.Х., Чайлдресс Д.С., Мифф СК. Характеристики опрокидывания человека при ходьбе по наклонным поверхностям. Hum Mov Sci. 2004 DEC; 23 (6): 807–21. pmid: 15664674

46. Оуэн Э., Фатон С., Хансен А. Влияние ходьбы в обуви с различными дифференциалами пятки на кинематику голени и сегментов стопы.Prosthet Orthot Int. 2018 АВГУСТ; 42 (4): 394–401. pmid: 28884616

47. Холден Дж. П., Чоу Дж., Стэнхоуп С.Дж. Изменения функции коленного сустава в широком диапазоне скоростей ходьбы. Clin Biomech. 1997 СЕН; 12 (6): 375–82.

48. Такахаши KZ, Kepple TM, Stanhope SJ. Унифицированная модель деформируемого (UD) сегмента для количественной оценки общей мощности анатомических и протезных структур ниже колена во время стойки при ходьбе. J Biomech. 2012 ОКТ 11; 45 (15): 2662–7. pmid: 22939292

49.Зимний DA. Биомеханика и моторный контроль движений человека. 4. изд. изд. Хобокен, Нью-Джерси: Уайли; 2009.

50. Ли Д.В., Исаакс М.Р., Хиггинс Т.Э., Бивенер А.А., Макгоуэн С.П. Масштабирование пружины в ноге во время подпрыгивания млекопитающих. Интегр Комп Биол. 2014 DEC; 54 (6): 1099–108. pmid: 25305189

51. МакМахон Т.А., Ченг Г.К. Механика бега — как жесткость сочетается со скоростью. J Biomech. 1990; 23: 65–78. pmid: 2081746

52. Blickhan R, полный RJ.Сходство в многоногом передвижении — подпрыгивание как монопод. J Comp Physiol A-Sens Neural Behav Physiol. 1993 НОЯБ; 173 (5): 509–17.

53. Бликхан Р. Модель пружинной массы для бега и прыжков. J Biomech. 1989. 22 (11–12): 1217–27. pmid: 2625422

54. Shamaei K, Sawicki GS, Dollar AM. Оценка квазижесткости и двигательной работы голеностопного сустава человека в фазе стойки при ходьбе. PLoS One. 21 марта 2013 г .; 8 (3): e59935.

55. Кренна П., Фриго К.Анализ динамики голеностопного сустава через петли момент-угол во время ходьбы человека: влияние пола и возраста. Наука человеческого движения. 2011 декабрь; 30 (6): 1185–98. pmid: 21669469

56. Фриго С., Кренна П., Дженсен Л.М. Момент-угол в суставах нижних конечностей при ходьбе человека с разной скоростью. J Electromyogr Kinesiol. 1996 СЕН; 6 (3): 177–90. pmid: 20719675

57. Shamaei K, Cenciarini M, Dollar AM. О механике голеностопного сустава в фазе опоры походки & nbsp; Общество инженеров IEEE в медицине и биологии.2011: 8135–40.

58. Феррис ДП, Луи М, Фарли Коннектикут. Бег в реальном мире: регулировка жесткости ног для разных поверхностей. Proc R Soc B-Biol Sci. 1998 7 ИЮНЯ; 265 (1400): 989–94.

59. Блюм Ю., Липферт С.В., Сейфарт А. Эффективная жесткость ног при беге. J Biomech. 2009 16 октября; 42 (14): 2400–5. pmid: 19647825

60. Арампацис А., Брюггеманн Г.П., Мецлер В. Влияние скорости на жесткость ног и кинетику суставов при беге человека. J Biomech.1999 DEC; 32 (12): 1349–53. pmid: 10569714

61. Коллинз Дж. Д., Арч Е. С., Креншоу Дж. Р., Бернхардт К. А., Хосла С., Амин С. и др. Чистая квазижесткость голеностопного сустава зависит от скорости ходьбы, но не от возраста пожилых женщин. Походка и поза. 2018; 62: 316.

62. Коллинз Ш., Виггин М.Б., Савицкий Г.С. Снижение затрат энергии на ходьбу человека с использованием экзоскелета без питания. Природа. 2015 11 ИЮН; 522 (7555).

63. Сегал А.Д., Зелик К.Е., Клют Г.К., Моргенрот Д.К., Хан М.Э., Орендурфф М.С. и др.Влияние контролируемого накопления энергии и возврата прототипа протеза стопы на передвижение пациента с ампутированными конечностями. Наука человеческого движения. 2012 августа; 31 (4): 918–31. pmid: 22100728

64. Майор MJ, Twiste M, Kenney LPJ, Howard D. Влияние жесткости протеза голеностопного сустава на кинематику голеностопного и коленного суставов, нагрузку на протез конечности и чистую метаболическую стоимость транстибиальной походки ампутантов. Clin Biomech. 2014 ЯНВАРЬ; 29 (1): 98–104.

65. Адамчик П.Г., Роланд М., Хан МЭ. Чувствительность биомеханических результатов к независимым вариациям жесткости заднего и переднего отделов стопы в протезах стопы.Наука человеческого движения. 2017 АВГУСТ; 54: 154–71. pmid: 28499159

66. Фей Н.П., Клют Г.К., Нептун Р.Р. Изменение жесткости протеза стопы влияет на функцию стопы и мышц во время ходьбы инвалида ниже колена: моделирование и имитационный анализ. J Biomech. 2013 22 февраля; 46 (4): 637–44. pmid: 23312827

67. Фей Н.П., Клют Г.К., Нептун Р.Р. Влияние накопления энергии и возвратной жесткости стопы на механику ходьбы и мышечную активность у лиц с ампутированными конечностями ниже колена. Clin Biomech.2011 DEC; 26 (10): 1025–32.

68. Shell CE, Segal AD, Klute GK, Neptune RR. Влияние жесткости протеза стопы на механику ходьбы и контроль баланса во время поворота. Clin Biomech. НОЯБРЬ 2017; 49: 56–63.

69. Хонерт Э.С., Бастас Г, Зелик К.Е. Влияние жесткости суставов и формы пальцев на биомеханику ходьбы. Биоинспирация и биомиметика. 2018 6 сен.

70. Пастух МК, Роуз Э.Дж. Стопа VSPA: квазипассивный протез голеностопного сустава и стопы с постоянно регулируемой жесткостью.TNSRE. 2017; 25 (12): 2375–86.

71. Гланцер Э.М., Адамчик П.Г. Разработка и валидация полуактивного протеза стопы переменной жесткости. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng. 2018 25 Октябрь,: 1.

72. Шранк Е.С., Хитч Л., Уоллес К., Мур Р., Стэнхоуп С.Дж. Оценка процесса виртуального функционального прототипирования для быстрого изготовления пассивно-динамических ортезов голеностопного сустава и стопы. J Biomech Eng -Trans ASME. 2013 ОКТ; 135 (10): 101011.

73. Фаустини М.С., Нептун Р.Р., Кроуфорд Р.Х., Стэнхоуп С.Дж.Изготовление пассивных динамических ортезов голеностопного сустава с использованием селективного лазерного спекания. IEEE Trans Biomed Eng. 2008 ФЕВ; 55 (2): 784–90.

74. Ча Й., Ли К. Х., Рю Х. Дж., Джу И. В., Со А., Ким Д. и др. Ортез на голеностопный сустав, сделанный с помощью техники 3D-печати и автоматизированного проектирования. Appl Bionics Biomech. 2017: 9610468. pmid: 28827977

75. Харпер Н.Г., Рассел Э.М., Уилкен Дж.М., Нептун Р.Р. Селективные спеченные лазером по сравнению с пассивно-динамическими ортезами голеностопного сустава из углеродного волокна: сравнение эффективности ходьбы пациента.J Biomech Eng -Trans ASME. 2014 СЕН; 136 (9): 091001.

76. Муни Л.М., Лай СН, Роуз Э.Дж. Дизайн и характеристика биологически вдохновленного квазипассивного протеза голеностопного сустава. США: IEEE; Август 2014.

77. Бай Х, Эвинс Д., Крокомб А.Д., Сюй У. Кинематическая и биомиметическая оценка гидравлической лодыжки / стопы при ходьбе по ровной поверхности и с изгибом. PLoS One. 2017 13 ИЮЛЯ; 12 (7): e0180836. pmid: 28704428

78. Анантанараян А, Азади М, Ким С.На пути к био-дизайну ног для скоростного бега. Биоинспир Биомим. 2012 ДЕКАБРЬ; 7 (4): 046005. pmid: 22872655

79. Райберт М., Бланкеспур К., Нельсон Дж., Плейтер Р. Бигдог, четвероногий робот для пересеченной местности. P 17 WORLD C INT FED. 2008: 10822–5.

80. Спенко MJ, Haynes GC, Saunders JA, Cutkosky MR, Rizzi AA, Full RJ, et al. Биологически вдохновленное восхождение с шестигранным роботом. J Полевой робот. 2008. 25 (4–5): 223–42.

81. Lambrecht B, Horchler AD, Quinn RD.Маленький робот в стиле насекомых, который бегает и прыгает. НЬЮ-ЙОРК: IEEE; 2005.

82. Versluys R, Beyl P, Van Damme M, Desomer A, Van Ham R, Lefeber D. Протезы стопы: современный обзор и важность имитации биомеханики голеностопного сустава человека. Инвалидность и реабилитация: вспомогательные технологии. 2009. 4 (2): 65–75.

83. Бек О.Н., Грабовский А.М. Спортсмены с и без ампутации ног: разная биомеханика, одинаковая экономика бега. Обзоры упражнений и спортивных наук.2018.

84. Браун МБ, Миллард-Стаффорд М.Л., Эллисон А.Р. Специальные протезы для бега имеют такие же затраты на электроэнергию, как и для людей, не имеющих ампутированных конечностей. Медико-спортивные упражнения. 2009 МАЙ; 41 (5): 1080–7. pmid: 19346979

85. Weyand PG, Bundle MW, McGowan CP, Grabowski A, Brown MB, Kram R, et al. Самый быстрый бегун на протезах: разные конечности, схожая функция? J Appl Physiol. 2009 СЕН; 107 (3): 903–11. pmid: 19541739

86. Willwacher S, Funken J, Heinrich K, Mueller R, Hobara H, Grabowski AM и др.Элитные прыгуны в длину с протезами ниже колена подходят к доске медленнее, но отталкиваются более эффективно, чем спортсмены без ампутантов. Научный отчет 2017 22 НОЯБРЯ; 7: 16058. pmid: 29167568

.