Травмы опорно-двигательного аппарата являются одной из ведущих причин инвалидизации и снижения качества жизни населения во всем мире, имеют тенденцию к росту. Такие повреждения часто сопровождаются длительными сроками реабилитации, необходимостью применения различных ортопедических приспособлений и устройств. Травмы опорно-двигательного аппарата вызывают и анатомические, и функциональные нарушения. Данная проблема ограничивает возможность человека к самообслуживанию и обеспечению бытовых потребностей. Таким образом, вопросы восстановления утраченных двигательных способностей, в том числе с помощью высокотехнологичных ортопедических средств, приобретают особую актуальность. В связи с этим изучение возможностей использования ортопедических средств для восстановления функций опорно-двигательной системы после травм представляет большую научно-практическую значимость.
Ключевые слова: травмы опорно-двигательного аппарата, ортезы, высокотехнологичные ортопедические средства, реабилитация после травм.
На данный момент большое значение имеет иммобилизация при травмах верхних и нижних конечностей. Вышеуказанный приём необходим не только на этапе оказания первой доврачебной помощи или первой медицинской помощи, но и на различных этапах лечения [1]. Современные ортезы играют ключевую роль в реабилитации пациентов с травмами и заболеваниями опорно-двигательного аппарата. Они позволяют компенсировать утраченные или нарушенные функции, восстанавливать двигательную активность и улучшать качество жизни. Высокотехнологичные ортопедические средства отличаются расширенными функциональными возможностями, повышенной эргономичностью и улучшенными эстетическими характеристиками, что положительно влияет на их применение в реабилитационном процессе [5,6].
Благодаря медицинской практике установлено, что к гипотрофии мышц, контрактурам в смежных суставах и к нарушениям кровообращения в поврежденном участке тела приводит длительная фиксация конечности. Это может привести к снижению эффективности реабилитации пациента и возникновению возможных осложнений, также увеличивает сроки нетрудоспособности [1,2]. На данный момент применение ортезов установило свою пользу и решило эти проблемы. Несмотря на доказанную эффективность применения ортезов в медицинской практике, имеется ряд требований для адекватной реабилитации. К таким относят, например, правильно подобранный тип, размер ортеза, а также его установка. При несоблюдении указанных правил это чревато развитиями контрактур, атрофиями мышц, а также деформациями суставов, которые блокируют правильные движения в конечности [4].
Основной целью ортезного обеспечения является максимальная оптимизация биомеханики сустава и всей конечности [6]. Это гарантирует коррекцию нервно-мышечной афферентации, определяет условия для снижения деформации и создания нового двигательного режима.
Основываясь на вышесказанном, в работе опишутся возможности, условия и качества использования высокотехнологичных ортезов в реабилитации пациентов с травмами опорно-двигательного аппарата.
Ортез — устройство, которое используется для фиксации, разгрузки, коррекции и активации функции сустава [4]. Таким образом, ортезирование относится к виду лечебного воздействия, которое, в свою очередь, направлено на установление покоя, внешнюю защиту поврежденного участка тела, расслабление мышц, снижение болевого синдрома, физиологическое функционирование сустава во время движения, сохранение достигнутых результатов лечения, постепенное увеличение объема движения, коррекцию деформаций, визуальное устранение дефекта, фиксацию сустава, профилактическую работу в развитии ортопедической патологии.
Исходя из классификации ортезов по функции: фиксационные, разгружающие, корригирующие и функциональные. В медицинской практике чаще прибегают к изготовлению комбинированных устройств, которые выполняют сразу две или три функции, такие как: фиксационно-разгружающую, фиксационно-корригирующую или фиксационно-разгружающе-корригирующую [6,7]. Фиксационные ортезы предназначены для временной или постоянной фиксации суставов и сегментов конечностей в определенном положении. Они применяются при травмах, заболеваниях и деформациях опорно-двигательного аппарата для предотвращения нежелательных движений, снижения болевого синдрома и создания оптимальных условий для восстановления. Примерами фиксационных ортезов являются гипсовые повязки, ортопедические шины, бандажи, корсеты и другие. Разгружающие ортезы способствуют частичной или полной разгрузке определенных участков или целых сегментов конечности. Они используются при поражениях суставов, заболеваниях сосудов, неврологических расстройствах и других состояниях, требующих снижения нагрузки на опорно-двигательный аппарат. Примерами разгружающих ортезов являются разгружающие тутора, разгрузочные ходунки, ортезы для разгрузки коленного и тазобедренного суставов [5]. Корригирующие ортезы предназначены для активной коррекции деформаций и нарушений биомеханики опорно-двигательного аппарата. Они используются при врожденных и приобретенных деформациях, в том числе сколиозе, кифозе, вальгусных и варусных деформациях конечностей. Примерами корригирующих ортезов являются ортопедические корсеты, бандажи для грудной клетки, коленные и голеностопные ортезы [4]. Функциональные ортезы предназначены для восстановления или компенсации нарушенных двигательных функций. Они применяются при парезах, параличах, а также при нарушениях подвижности суставов, ослаблении мышечной силы. Примерами функциональных ортезов являются экзоскелетные системы, экзоортезы, протезы верхних и нижних конечностей, ортезы для восстановления движений в суставах [7].
Углубляясь в изучение функциональных ортезов, выделяются высокотехнологичные ортезы. К таким относится, например, ортезы с элементами сенсорной обратной связи. Данный подход позволяет значительно повысить эффективность восстановления двигательных функций у пациентов, особенно после травм головного мозга [3]. Ортезы с сенсорной обратной связью оснащены специальными датчиками, которые регистрируют биомеханические параметры движений пациента в режиме реального времени. Эта информация передается на управляющий компьютер, где происходит ее анализ и выработка соответствующих управляющих сигналов для ортеза. Таким образом, пациент получает постоянную визуальную, тактильную или аудиальную информацию о текущем состоянии своих движений. Это позволяет ему осуществлять непрерывный контроль и корректировку выполняемых двигательных актов, способствуя более эффективному восстановлению нарушенных двигательных навыков [2]. Применение ортезов с сенсорной обратной связью особенно эффективно в реабилитации пациентов после инсультов и черепно-мозговых травм. Доказано, что использование таких устройств в сочетании с целенаправленными тренировками приводит к более быстрому восстановлению нарушенных двигательных функций верхних и нижних конечностей, улучшению координации движений и пространственной ориентации. Кроме того, элементы сенсорной обратной связи могут применяться в ортезах для профилактики и коррекции патологических двигательных паттернов. Мониторинг биомеханических параметров в режиме реального времени позволяет своевременно выявлять и корректировать нарушения двигательной активности, предотвращая развитие осложнений и вторичных деформаций. Таким образом, использование ортезов с элементами сенсорной обратной связи является важным и перспективным направлением в реабилитации пациентов с травмами опорно-двигательного аппарата. Данный подход обеспечивает более эффективное восстановление двигательных функций, улучшение качества жизни и социальную реинтеграцию пациентов [3]. А также используют экзоскелетные системы для реабилитации и лечения пациентов. Экзоскелеты представляют собой высокотехнологичные внешние устройства, которые надеваются на тело человека и способны усиливать или поддерживать его двигательные возможности.
В медицинской практике экзоскелеты находят широкое применение в реабилитации и лечении пациентов с различными нарушениями опорно-двигательного аппарата. Основными направлениями использования экзоскелетов в медицине являются: реабилитация после травм и заболеваний опорно-двигательной системы, которые включают в себя восстановление утраченных двигательных функций у пациентов, перенесших инсульт, черепно-мозговые травмы, спинальные травмы, улучшение координации и баланса у пациентов с неврологическими нарушениями, коррекцию патологических двигательных паттернов при ДЦП, миопатиях и других заболеваниях; поддержка двигательных функций у пациентов с ограниченными возможностями, к которой относятся помощь в перемещении и ходьбе пациентам с параличами, слабостью мышц или нарушением опороспособности, повышение мобильности и независимости в повседневной жизни; облегчение физического труда и предотвращение профессиональных заболеваний включает в себя снижение нагрузки на опорно-двигательный аппарат при выполнении тяжелых физических работ и профилактику развития заболеваний позвоночника, суставов и мышц у работников физического труда. Экзоскелеты, используемые в медицине, оснащены различными сенсорами, которые отслеживают положение тела, усилия, прилагаемые пациентом, и другие биомеханические параметры [2].
Эта информация передается на управляющий компьютер, который в режиме реального времени координирует работу исполнительных механизмов экзоскелета. Такая интеграция датчиков обратной связи и интеллектуальной системы управления позволяет экзоскелету плавно повторять и поддерживать естественные движения пациента, обеспечивая максимальную эффективность и комфорт использования. Кроме того, данные, получаемые с сенсоров, могут использоваться для мониторинга состояния пациента и оптимизации программ реабилитации. Применение экзоскелетов в медицине способствует значительному улучшению качества жизни пациентов, ускорению процессов восстановления, а также повышению безопасности и производительности труда. Это делает экзоскелеты перспективным и быстро развивающимся направлением медицинской реабилитационной техники.
Применение ортезов требует тщательного подбора, изготовления и настройки с учетом индивидуальных особенностей пациента. Ортезы используются во многих областях медицины: травматологии, ортопедии, неврологии, сосудистой хирургии, реабилитации и других. Все вышеперечисленное доказывает большую возможность и важность применения ортезов при лечении пациента с травмами опорно-двигательного аппарата.
Методы оценки качества ортезирования до и после ношения включают в себя комплексный подход с использованием различных инструментов и методик. К ним относятся: клиническое обследование и биомеханический анализ. До ношения ортеза клиническое обследование включает в себя оценку функционального состояния пораженного сегмента тела (объем движений, мышечная сила, чувствительность), анализ характера и выраженности патологических изменений (деформации, контрактуры, нестабильность), определение целей и задач ортезирования. Биомеханический анализ предоставляет информацию о походке пациента, силе и состоянии сустава, оценке влияния ортеза на биомеханику движений, подборе оптимальных параметров ортеза (жесткость, момент силы) [6]. Также используется сканирование с помощью 3D-технологий для точного моделирования ортеза. После ношения ортеза в клиническом обследовании отмечается оценка изменений функциональных возможностей (улучшение объема движений, мышечной силы), анализ динамики патологических изменений (уменьшение деформаций, стабилизация суставов), определение степени достижения поставленных целей. Биомеханический анализ включает оценку изменений походки и биомеханики движений в ортезе, анализ влияния ортеза на распределение нагрузки и разгрузку пораженных сегментов, определение эффективности ортеза в коррекции нарушений. Можно выделить также функциональные тесты, которые включают в себя тесты на мобильность, баланс, ходьбу для оценки улучшения повседневной активности и тесты на силу, выносливость, координацию для оценки двигательной реабилитации. Для уверенности в правильном выборе ортеза оценивается субъективное восприятие комфорта пациента, функциональность и удовлетворенность ортезом, а также качество жизни, двигательная активность и социальная интеграция за счет стандартизированных опросников и шкал. Применение ортезов может приводить к значительному улучшению функциональных возможностей и качества жизни пациентов, а именно к восстановлению опороспособности и улучшению мобильности при ампутациях, параличах, коррекции деформаций и улучшению двигательных навыков при ДЦП, последствиях инсульта, снижению боли, улучшению функций суставов при артрозах, артритах, профилактике развития контрактур, пролежней, тромбозов, повышению независимости в повседневной активности и социальной реинтеграции [5,7]. Таким образом, комплексный подход к оценке ортезирования до и после ношения позволяет определить эффективность применения ортезов и разработать оптимальные программы реабилитации пациентов.
Применение высокотехнологичных ортезов является важной и неотъемлемой частью комплексной реабилитации пациентов с травмами опорно-двигательного аппарата. Современные ортезы, разработанные с использованием передовых технологий, демонстрируют высокую эффективность в восстановлении двигательных функций, улучшении качества жизни и социальной интеграции пациентов. Результаты проведенных исследований свидетельствуют о значимом влиянии высокотехнологичных ортезов на различные аспекты реабилитации. Так, применение активных ортезов с элементами сенсорной обратной связи способствует ускоренному восстановлению нарушенных двигательных навыков у пациентов после травм головного мозга. Использование экзоскелетов обеспечивает восстановление опороспособности нижних конечностей, повышает мобильность и независимость в повседневной активности у пациентов с параличами и ампутациями [1]. Применение современных ортопедических устройств, интегрированных с информационными технологиями, позволяет осуществлять удаленный мониторинг состояния пациентов, своевременно корректировать программы реабилитации и повышать эффективность всего восстановительного процесса.
Несмотря на значительные успехи в разработке и применении высокотехнологичных ортезов, существует ряд ограничений и нерешенных проблем. Среди них можно отметить высокую стоимость современных ортопедических устройств, необходимость специальной подготовки медицинского персонала для их использования, а также потребность в дальнейших исследованиях по оптимизации конструкций и алгоритмов управления ортезами.
Таким образом, внедрение высокотехнологичных ортезов в практику реабилитации пациентов с травмами опорно-двигательного аппарата демонстрирует высокую клиническую эффективность и открывает новые перспективы для восстановления двигательных функций и улучшения качества жизни пациентов. Дальнейшее развитие и совершенствование высокотехнологичных ортопедических устройств, а также их широкое внедрение в клиническую практику, являются важными задачами для повышения доступности и качества реабилитационной помощи данной категории пациентов.
Литература:
- Паршиков М. В., Никитин С. Е. Ортезотерапия при переломах костей конечностей и их последствия // Вестник травматологии и ортопедии им. Н. И. Приорова. — 2005. — № 3. — С. 68–74.
- Алабут, А. В. Применение экзоскелетов в реабилитации пациентов с нарушениями функций опорно-двигательного аппарата / А. В. Алабут, А. А. Клюев, А. А. Мошонкин // Медицинская техника. — 2018. — Т. 52, № 5. — С. 33–37.
- Андин, А. О. Современные высокотехнологичные ортезы в комплексной реабилитации пациентов с травмами и заболеваниями опорно-двигательного аппарата / А. О. Андин, Н. В. Ефимова // Лечебная физкультура и спортивная медицина. — 2021. — Т. 20, № 3. — С. 18–25.
- Росков Р. В., Андриевская А. О., Смирнов А. В. Ортезирование при травмах конечностей и их последствиях: учебное пособие. — СПб., 2006. — 534 с.
- Руководство по протезированию и ортезированию // под ред. А. Н. Кейер, А. В. Рожкова. — СПб., 1999. — 624 с.
- Воронянская Л. К. Использование технических средств в реабилитации инвалидов с патологией опорно-двигательного аппарата / Л. К. Воронянская, Т. А. Трофименко, В. С. Федотова // Человек и его здоровье: Матер. IX Рос. нац. конгр., 22– 24 ноября 2004 г. — СПб., 2004. — С. 209.
- Котерева О. Основы функционального ортезирования / О. Котерева, Г. М. Руденский // Ортезирование. Путь к совершенству: Тез. Рос. научн.практ. конф., 2002 г. — М., 2002. — С. 86–90.
