 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
Оценка потенциального травматизма бегунов вследствие перегрузок нижних конечностей.
МЕТОДЫ
Участники.
В данном проекте участвовало 2 группы из 20 бегунов (8 женщин, 12 мужчин в каждой), набранные из местных клубов бега, спортивного ориентирования и триатлона из района Оклэнда. Группа, «свободная от травм» (IF), состояла из бегунов, никогда не имевших травм во время своей спортивной карьеры, тогда как «травматичная» группа (I) была составлена из бегунов, перенесших хотя бы одну травму перегрузочного характера. Бегунов с травмами не группировали по определенному диагнозу потому, что не было очевидных доказательств того, что те или иные конкретные анатомические или биомеханические проблемы приводят к специфическим паттернам травматичности (34). Однако, первая группа (I) состояла только из бегунов, перенесших травму колена или области ниже его, что составляет примерно 75 % всех случаев травм перегрузки при беге (34, 35, 39, 41). Большинство «травматичных» бегунов переносили многократные и билатеральные травмы, что не позволяло провести сравнение между поврежденной и неповрежденной конечностью. На момент исследования все «травматичные» бегуны не испытывали болевых ощущений и прошли, по крайней мере, 3-х месячный период регулярных тренировок после восстановления от последней травмы. Все участники исследования регулярно занимались бегом минимум 3 года. В некоторых случаях бегуны с разными картинами травм, тренировавшиеся до этого вместе, были соответственно помещены в разные группы. Все участники подписали согласие с условиями исследования до начала сбора данных.
Данные по тренировкам участников получили при помощи их анкетирования и интервьюирования. Среди параметров тренировок учитывались: недельный километраж, интенсивность тренировок (средний темп), типичная беговая поверхность, используемая обувь, изменения в схеме тренировок за предыдущий год и перекрёстная тренированность и хабитус растяжимости.
Собранные анатомические (антропометрические) данные включали в себя показатели роста, веса, высоты продольного свода стопы, показатель (индекс) отпечатка стопы и растяжимости мышц задней поверхности бедра и лодыжки. Для измерения высоты продольного свода стопы пациенты стояли в выпрямленном положении, обе их стопы находились в нейтральном положении у дощечки шириной 10 см. Ее отодвигали в то время, пока пациент оставлял одну стопу в том же положении, а противоположную помещал на коробку (высотой около 30 см), расположенную немного впереди пациента. Затем использовали штангенциркуль (с точностью измерений 0,1 мм) для измерения самой высокой точки границы мягких тканей медиального плантарного изгиба. Процедуру повторяли для обеих стоп, причем измерения для каждой стопы проводили два раза, усредняя результаты. Если же они расходились больше чем на 3 мм, проводили измерения в третий раз. Предыдущие исследователи (14, 30) определили описанный метод измерения высоты продольного свода стопы как самый достоверный (надежный). Показатель (индекс) отпечатка стопы был рассчитан как соотношение ширины нагруженной области среднего отдела стопы к ширине нагруженной области переднего отдела стопы. Cavus foot была определена показателем, близким к 0, а planus foot (плоская стопа) – показателем, близким к 1 (27). Данные для расчёта индекса отпечатка стопы получили с помощью цифровой фотографии, сделанной непосредственно сзади пациента, стоящего на плантоскопе со стопой в нейтральном положении (см. рис.). Чтобы увидеть плантарную поверхность стопы пациента, под платформой было расположено зеркало под углом 45°. Картина плантарной поверхности стоп была представлена в цифровом виде для получения измерений, необходимых для вычисления индекса отпечатка обеих стоп. Определение растяжимости мышц задней поверхности бедра было проведено при помощи стандартного теста «достать носки». Пациентам предоставили возможность провести разминку до измерения растяжимости мышц, выбрав самим ее продолжительность и вид. Из трёх попыток каждого участника записали лучший показатель для эластичности мышц задней поверхности бедра. Полный объём движения лодыжки в сагиттальной плоскости измерили с помощью цифровых маркеров (процедуры были подобны описанным для получения биомеханических данных), расположенных на головке малоберцовой кости латерального мыщелка и головке пятого метатарзального сустава, в то время как участники исследования в положении сидя со стопой, не касающейся пола, повторно производили максимальные подошвенные и тыльные сгибания стопы. Максимальный объём движения одной попытки считался полным объёмом движения лодыжки. Он не определялся отдельно для подошвенной и тыльной дорзифлексии. Процедура повторялась для обеих лодыжек.
Все биомеханические данные получили на лабораторной установке, где пациенты бежали по тензоплатформе, установленной на полу (480 Гц), со скоростью 4 м/с в своей обычной обуви. Одновременно были записаны движения 4 отражающих маркеров, расположенных на задней стороне опорной ноги и отмечающих участки голени и задней стороны стопы (рис. 1), с помощью системы 4 камер “Motion Analysis Falcon” с частотой 120 Гц. Сбор кинетических и кинематических данных был скоординирован. Скорость бега контролировали тремя установками таймеров с фотоэлементами (2 временных интервала), расположенных на расстоянии 1,5 м друг от друга: один под средней точкой тензоплатформы, а два других – впереди и позади на одинаковом расстоянии от него. Попытка считалась успешной, когда участник бежал с постоянной скоростью (в пределах 3 % скорости теста 4 м/с) в течение обоих временных интервалов, полностью опускал соответствующую стопу на тензоплатформу и поддерживал нормальный паттерн шага (например, не «целился» в тензоплатформу). Порядок выбора опорной стопы был спонтанным, учитывалась одна допустимая попытка для каждой опорной стопы. Участникам исследования давалось неограниченное время разминки до начала сбора данных.
Для восстановления данных 4 маркеров в трёхмерной системе координат использовали стандартный метод прямого линейного преобразования (DTL method) (1). Система координат была расположена так, что положительное x-направление указывало на движение вперед, положительное z-направление шло вертикально вверх, а положительное у-направление было левой стороной участника, причем та же система координат использовалась для данных тензоплатформы. Перед проведением опытов с бегом, проводили калибрование каждой ноги участника, стопы в это время находились в нейтральном положении. Предполагалось, что в нейтральном положении стоя угол ахиллова сухожилия b (угол между голенью и сегментом заднего отдела стопы, рис. 2) составлял 0°. Во время беговых опытов отрицательное значение угла b представляло пронацию, тогда как положительное значение b представляло супинацию (5). Углом заднего отдела стопы, a, определили угол между сегментом заднего отдела стопы и горизонтальной плоскостью.
Необработанные данные трёхмерной системы координат были сглажены с использованием полинома четвертого порядка, с нулевым сдвигом фаз, фильтра Баттерворта с оптимальными предельными частотами, выбранными отдельно для каждой координаты всех маркеров при помощи резидуального метода (53). Угловые параметры были определены по выравненным величинам координат, тогда как угловые скорости были подсчитаны с помощью конечно-разностных уравнений.
В зарегистрированные биомеханические параметры входили: время контакта (Т), пик нагрузки вертикальной силы (Fzi), максимальный градиент вертикальной составляющей реакции опоры (Gzi), пиковые значения максимальной силы воздействия (Fza), максимальное значение силы отталкивания (Fmax), угол ахиллова сухожилия при касании (b0), максимальный угол пронации (bmax), полное изменение угла ахиллова сухожилия (Db) и максимальная скорость пронации (MPV). Данные всех кинетических параметров были нормированы по отношению к весу тела (BW) с учетом сравнения участников с разной массой. Несмотря на то, что собирали и анализировали данные на опоре как левой, так и правой стоп, представленные значения биомеханических параметров являются усредненными по показателям обеих стоп.
