Цель:создание электронно-механического комплекса для диагностики патологии стоп (КЭМ) нового поколения и освоение его мелкосерийного производства.

Деформации стоп среди детей являются наиболее часто встречаемой ортопедической патологией, имеющей большую медицинскую и социальную значимость. При этом важно отметить, что частота деформаций стоп значительно варьирует в различных возрастных группах детей. В этой связи знание этих изменений биомеханики стопы и понимание функциональных нарушений, вызванных ее деформациями, еще раз убеждает нас в необходимости раннего выявления указанных нарушений и их правильной интерпретации. За последние десятилетия одной из наиболее частых причин обращений детей и родителей к ортопеду явилось предположение о наличии у ребенка деформаций стоп. При этом довольно часто выявляются различные клинические нарушения формирования стоп. Тем не менее, до настоящего времени не существует единых взглядов в подходах к диагностике и их лечению и особенно в объективности и правильной интерпретации данных осмотров.

Одной из актуальных проблем является поиск оптимальных и современных методов диагностики заболеваний органов опоры, а также знание необходимых методик, которые являются основанием при разработке лечебно-профилактических и оздоровительных мероприятий. Биомеханическое исследование стоп, которое позволяет выявить функциональные изменения еще на доклинической стадии, осуществить их коррекцию и профилактику осложнений, является перспективным методом исследования. Для измерения сил давления используются тензометрические датчики, которые могут располагаться на «дорожке» или быть вмонтированными в стельки. Для оценки функциональной составляющей стоп нами совместно со специалистами ФТИ НАН Беларуси разработан электронно-механический комплекс для диагностики патологии стоп «Диапаст». Комплекс состоит из измерительных стелек с вмонтированными датчиками давления, блока памяти, а также коллектора, собирающего сигналы с измерительных стелек. Специально разработанная компьютерная программа производит статистическую обработку, анализ и графическую интерпретацию полученных данных по нескольким вариантам разработанных программных форм. В результате исследования имеется возможность получить следующие параметры: нагрузка на каждую конечность в стоянии, нагрузка на передний и задний отделы стопы, площадь опоры стопы, количественные и качественные параметры распределения зон давления на подошвенной поверхности.

Учитывая, что опорная поверхность стопы имеет выраженную дифференциацию, нами были выделены 5 биомеханических аппроксимационных зон с различными функционально-диагностическими критериями (рис.).

На рис. обозначены следующие зоны: А — пальцевая, соответствующая расположению фаланг; В — метатарзальная, захватывающая плюснефаланговые суставы и проекцию механической оси переката стопы; C, D — зоны срединной области, отграниченной линией Шопара и разделенной продольной линией, проходящей от пяточного бугра через середину расстояния между головками 1 и 5 плюсневых костей на медиальную или рессорную (С) и латеральную — опорную (D) части, отражающие состояние субталарного сустава и возможности амортизационной составляющей; Е — пяточная зона, являющаяся основной осевой опорой. В норме наибольшее давление наблюдается в зонах В и Е, меньшее приходится на зону D и минимальное в зоне С. Кроме этого важным признаком нормы является отсутствие локальных перегрузок.

Компьютерная регистрация и быстрая визуализация изменения давления на опорной поверхности стопы дает возможность определить различные патологические состояния (деформации стоп, диабетические нарушения, дистрофическое состояние, пяточная шпора и т. д.) до развития клинических проявлений. Полученные данные позволяют оценить функциональное состояние стоп, определить зоны чрезмерного подошвенного давления, локализацию скрытой патологии и составить объективную схему ортопедической коррекции с определением расположения и размеров разгружающих, амортизирующих и рессорно-поддерживающих элементов ортопедической стельки.

Наиболее перспективно использование тензометрического комплекса во время диспансеризации и медицинских осмотров детей и подростков, а также лиц с сахарным диабетом, состоящих на учете. Методика обеспечивает надежный контроль развития нарушений, приводящих к деформации стоп у детей, и хирургических осложнений диабетической стопы. Комплекс позволяет оптимизировать реабилитационные мероприятия при операциях и травмах опорно-двигательной системы.

Применение комплекса в спортивной медицине дает возможность оценить состояние нижних конечностей спортсмена при максимальных напряжениях и подобрать эффективный режим для профилактики травматизма и повышения результативности.

Программное обеспечение комплекса позволяет разрабатывать конструкционное решение ортопедической коррекции выявленной патологии. Завершающим этапом является изготовление по биомеханической модели индивидуальных специальных лечебно-восстановительных подошвенных ортезов из полимерного композита и проверка их эффективности на комплексе.

Компьютерный функционально-диагностический комплекс является оригинальной совместной разработкой ученых и специалистов различных областей медицины, физики, материаловедения и информатики. При создании комплекса был изучен опыт аналогичных зарубежных диагностических систем. Основная цель проекта — изготовление современной функционально-диагностической установки, доступной для практической медицины, обеспечивающей научное обоснование и конкретное использование системы лечебно-профилактических ортопедических мероприятий (динамический диспансерный контроль, коррекция с помощью специальных ортопедических подошвенных стелек). В дальнейшем по мере накопления опыта будут осуществляться целесообразные конструктивные изменения элементов комплекса, направленные на улучшение характеристик и упрощение эксплуатации. Программное обеспечение предусматривает постоянную доработку и расширение возможностей по компьютерному анализу биомеханических параметров и дальнейшее развитие ортопедических лечебно-профилактических решений.

Таким образом, разработана единая система осмотров больших групп детей и подростков, позволяющая стандартизировать схему отбора лиц с различными видами патологии стоп и систематизировать значительные массивы индивидуальной информации в компьютерной базе данных. Подготовленная методика позволяет существенно оптимизировать процесс диагностики, лечения и ортопедической реабилитации детей с дисфункцией стоп, учитывая биомеханическую структуру развития патологии, что дает возможность осуществлять эффективное лечение на самых ранних стадиях заболевания.