Вальгусная деформация I пальца стопы у детей. Биомеханический аспект. Обзор литературы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. В работе подробно освещены вопросы нормальной биомеханики I пальца, первого плюснефалангового сустава, первого луча при ходьбе. Понимание фундаментальных процессов функционирования данных структур — ведущий аспект в изучении этиопатогенеза вальгусной деформации I пальца стопы, а также имеет первостепенное значение при планировании лечения.

Цель — проанализировать мировую литературу, посвященную кинематическим, кинетическим показателям I пальца, первого плюснефалангового сустава, первого луча стопы при ходьбе в конечные фазы периода опоры.

Материалы и методы. В работе проанализирована литература, в которой рассмотрены характеристики периодов, фаз походки, кинетических и кинематических характеристик движений.

Результаты. Один из важнейших элементов биомеханически правильной походки — создание толчка в конечной фазе опоры. Для его совершения необходимо достаточное разгибание I пальца в первом плюснефаланговом суставе в сочетании со сгибанием и эверзией первого луча стопы. Мышечный контроль положения I пальца в первом плюснефаланговом суставе осуществляют короткий и длинный сгибатели I пальца стопы с сесамовидным аппаратом I плюсневой кости. Функцию стабилизатора первого луча и суставов среднего отдела стопы выполняет длинная малоберцовая мышца с помощью активации механизма блокировки переднего отдела стопы.

Заключение. Актуальным вопросом остается исследование влияния кинематических и кинетических показателей движений в суставах нижних конечностей в горизонтальной плоскости на сгибание первого луча и разгибание I пальца в плюснефаланговом суставе, а также определение характера и объема движений в суставах среднего отдела стопы в различные фазы цикла походки.

Об авторах

Валерий Владимирович Умнов

Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера

Email: umnovvv@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5721-8575
SPIN-код: 6824-5853

д-р мед. наук

Россия, 196603, Санкт-Петербург, Пушкин, ул. Парковая, д. 64–68

Дмитрий Сергеевич Жарков

Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера

Email: striker5621@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8027-1593

врач - травматолог-ортопед

Россия, 196603, Санкт-Петербург, Пушкин, ул. Парковая, д. 64–68

Владимир Александрович Новиков

Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера

Email: novikov.turner@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3754-4090
SPIN-код: 2773-1027

канд. мед. наук

Россия, 196603, Санкт-Петербург, Пушкин, ул. Парковая, д. 64–68

Дмитрий Валерьевич Умнов

Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера

Автор, ответственный за переписку.
Email: dmitry.umnov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4293-1607
SPIN-код: 1376-7998

канд. мед. наук

Россия, 196603, Санкт-Петербург, Пушкин, ул. Парковая, д. 64–68

Список литературы

  1. Elton P.J., Sanderson S.P. A chiropodial survey of elderly persons over 65 years in the community // Chiropodist. 1987. Vol. 5. P. 175–178.
  2. Craigmile D.M. Incidence, origin and prevention of certain foot defects // Br Med J. 1953. Vol. 2, N. 4839. P. 749–752. doi: 10.1136/bmj.2.4839.749
  3. Hung L.K., Ho Y.F., Leung P.C. Survey of foot deformity among 166 geriatric in-patients // Foot Ankle. 1985. Vol. 5, N. 4. P. 156–164. doi: 10.1177/107110078500500402
  4. Kilmartin T.E., Barrington R.L., Wallace W.A. A controlled prospective trial of a foot orthosis for juvenile hallux valgus // J Bone Joint Surg Br. 1994. Vol. 76, N. 2. P. 210–214.
  5. Nix S., Smith M., Vicenzino B. Prevalence of hallux valgus in the general population: a systematic review and meta-analysis // J Foot Ankle Res. 2010. Vol. 3. P. 21. doi: 10.1186/1757-1146-3-21
  6. Janura M., Cabell L., Svoboda Z., et al. Kinematic analysis of gait inpatients with juvenile Hallux Valgus deformity // J Biomech Sci Eng. 2008. Vol. 3, N. 3. P. 390–398. doi: 10.1299/jbse.3.390
  7. Harkless L.B., Krych S.M. Handbook of common foot problems. New York: Churchill Livingstone, 1990.
  8. Coughlin M.J. Roger A. Mann Award. Juvenile hallux valgus: etiology and treatment // Foot Ankle Int. 1995. Vol. 16, N. 11. P. 682–697. doi: 10.1177/107110079501601104
  9. Louwerens J.W., Schrier J.C. Rheumatoid forefoot deformity: pathophysiology, evaluation and operative treatment options // Int Orthop. 2013. Vol. 37, N. 9. P. 1719–1729. doi: 10.1007/s00264-013-2014-2
  10. Matricali G.A., Boonen A., Verduyckt J., et al. The presence of forefoot problems and the role of surgery in patients with rheumatoid arthritis // Ann Rheum Dis. 2006. Vol. 65, N. 9. P. 1254–1255. doi: 10.1136/ard.2005.050823
  11. Johal S., Sawalha S., Pasapula C. Post-traumatic acute hallux valgus: a case report // Foot (Edinb). 2010. Vol. 20, N. 2–3. P. 87–89. doi: 10.1016/j.foot.2010.05.001
  12. Bohay D.R., Johnson K.D., Manoli A. The traumatic bunion // Foot Ankle Int. 1996. Vol. 17, N. 7. P. 383–387. doi: 10.1177/107110079601700705
  13. Fabeck L.G., Zekhnini C., Farrokh D., et al. Traumatic hallux valgus following rupture of the medial collateral ligament of the first metatarsophalangeal joint: a case report // J Foot Ankle Surg. 2002. Vol. 41, N. 2. P. 125–128. doi: 10.1016/s1067-2516(02)80037-0
  14. Ferreyra M., Núñez-Samper M., Viladot R., et al. What do we know about hallux valgus pathogenesis? Review of the different theories // J Foot Ankle. 2020. Vol. 14, N. 3. P. 223–230. doi: 10.30795/jfootankle.2020.v14.1202
  15. Perera A.M., Mason L., Stephens M.M. The pathogenesis of hallux valgus // J Bone Joint Surg Am. 2011. Vol. 93, N. 17. P. 1650–1661. doi: 10.2106/JBJS.H.01630
  16. Perry J. Gait analysis: normal and pathological function. New York: SLACK, 1992.
  17. Winter D.A. The Biomechanics and motor control of human gait: normal, elderly and pathological. Waterloo: University of Waterloo Press, 1991.
  18. Витензон А.С. Закономерности нормальной и патологической ходьбы человека. Москва: ЦНИИПП, 1998.
  19. Бернштейн Н.А. Исследования по биодинамике локомоций. Книга первая. Москва: Изд-во Всесоюзного института экспериментальной медицины, 1935.
  20. Stokes I.A., Hutton W.C., Stott J.R. Forces acting on the metatarsals during normal walking // J Anat. 1979. Vol. 129, Pt. 3. P. 579–590.
  21. Hutton W.C., Dhanendran M. The mechanics of normal and hallux valgus feet – a quantitative study // Clin Orthop Relat Res. 1981. Vol. 157. P. 7–13.
  22. Valmassy R.L. Clinical biomechanics of the lower extremities. Mosby, 1994.
  23. Hicks J.H. The mechanics of the foot. I. The joints // J Anat. 1953. Vol. 87, N. 4. P. 345–357.
  24. D’Amico J.C., Schuster R.O. Motion of the first ray: clarification through investigation // J Am Podiatry Assoc. 1979. Vol. 69, N. 1. P. 17–23. doi: 10.7547/87507315-69-1-17
  25. Broca P. Des difformités de la partieantérieure du pied produitepar faction de la chaussure // Bull Soc Anat. 1852. Vol. 27. P. 60–67.
  26. Saltzman C.L., Brandser E.A., Anderson C.M., et al. Coronal plane rotation of the first metatarsal // Foot Ankle Int. 1996. Vol. 17, N. 3. P. 157–161. doi: 10.1177/107110079601700307
  27. Ebisui J.M. The first ray axis and the first metatarsophalangeal joint: an anatomical and pathomechanical study // J Am Podiatry Assoc. 1968. Vol. 58, N. 4. P. 160–168. doi: 10.7547/87507315-58-4-160
  28. Sgarlato T.E. A compendium of podiatric biomechanics. San Francisco: California College of Podiatric Medicine, 1971.
  29. Kelso S.F., Richie D.H. Jr, Cohen I.R., et al. Direction and range of motion of the first ray // J Am Podiatry Assoc. 1982. Vol. 72, N. 12. P. 600–605. doi: 10.7547/87507315-72-12-600
  30. Grode S.E., McCarthy D.J. The anatomical implications of hallux abducto valgus: a cryomicrotomy study // J Am Podiatry Assoc. 1980. Vol. 70, N. 11. P. 539–551. doi: 10.7547/87507315-70-11-539
  31. Root M.L. Direction and range of motion of the first ray // J Am Podiatric Med Assoc. 1982. Vol. 72. P. 600.
  32. Root M.L., Orient W.P., Weed J.H. Normal and abnormal function of the foot. Los Angeles: Clinical biomechanics Corp., 1977.
  33. Wanivenhaus A., Pretterklieber M. First tarsometatarsal joint: anatomical biomechanical study // Foot Ankle. 1989. Vol. 9, N. 4. P. 153–157. doi: 10.1177/107110078900900401
  34. Ouzounian T., Shereff M. In vitro determination of midfoot motion // Foot Ankle. 1989. Vol. 10, N. 3. P. 140–146. doi: 10.1177/107110078901000305
  35. Oldenbrook L.L., Smith C.E. Metatarsal head motion secondary to rearfoot pronation and supination // J Am Podiatric Med Assoc. 1979. Vol. 69, N. 1. P. 24–28. doi: 10.7547/87507315-69-1-24
  36. Kelikian H. Hallux valgus, allied deformities of the forefoot and metatarsalgia. Philadelphia, London: W.B. Saunders Company, 1965.
  37. Heatherington V.J., Carnelt J., Patterson B. Motion of the first metatarsophalangeal // J Foot Surg. 1989. Vol. 28, N. 1. P. 13–19.
  38. Dykyj D. Pathologic anatomy of hallux abducto valgus // Clin Podiatr Med Surg. 1989. Vol. 6. P. 1–14.
  39. Shereff M.J., Bejani F.J., Kummer F.J. Kinematics of the first metatarsophalangeal joint // J Bone Joint Surg. 1986. Vol. 68, N. 3. P. 392–398.
  40. Nawoczenski D.A., Baumhauer J.F., Umberger B.R. Relationship between clinical measurements and motion of the first metatarsophalangeal joint during gait // J Bone Joint Surg Am. 1999. Vol. 81, N. 3. P. 370–376. doi: 10.2106/00004623-199903000-00009
  41. Mann R., Nagy J. The function of the toes in walking, jogging and running // Clin Orthop. 1979. N. 142. P. 24–29.
  42. Giannestras N. Foot disorders, medical and surgical management. Philadelphia: Lea and Febiger, 1973.
  43. Joseph J. Range of movement of the great toe in men // J Bone Joint Surg [Br.]. 1954. Vol. 36, N. 3. P. 450–457. doi: 10.1302/0301-620X.36B3.450
  44. Gerbert J. Textbook of Bunion Surgery. New York: Futura, 1981.
  45. Buell T., Green D.R., Risser J. Measurement of the first metatarsophalangeal joint range of motion // J Am Podiatr Med Assoc. 1988. Vol. 78, N. 9. P. 439–448. doi: 10.7547/87507315-78-9-439
  46. Heatherington V.J., Johnson R., Arbitton J. Necessary dorsoflexion of the first metatarsophalangeal joint during gait // J Foot Surg. 1990. Vol. 29, N. 3. P. 218–222.
  47. Bojsen-Moller F., Lamoreux L. Significance of free dorsoflexion of the toes in walking // Acta Orthop Scand. 1979. Vol. 50, N. 4. P. 411–479. doi: 10.3109/17453677908989792
  48. Mishra A.K., Kumar R., Kataria C., et al. A comparison of foot insole materials in plantar pressure relief and center of pressure pattern // J Clin Med Res. 2020. Vol. 2, N. 6. P. 1–17. doi: 10.37191/Mapsci-2582-4333-2(6)-050
  49. Stokes I.A., Stott J.R., Hutton W.C. Force distributions under the foot a dynamic measuring system // Biomed Eng. 1974. Vol. 9, N. 4. P. 140–143.
  50. Hessert M.J., Vyas M., Leach J., et al. Foot pressure distribution during walking in young and old adults // BMC Geriatr. 2005. Vol. 5. P. 8. doi: 10.1186/1471-2318-5-8
  51. Grieve D.W., Rashdi T. Pressures under normal feet in standing and walking as measured by foil pedobarography // Ann Rheum Dis. 1984. Vol. 43, N. 6. P. 816–818. doi: 10.1136/ard.43.6.816
  52. Hughes J., Jagoe J.R., Clark P., et al. Pattern recognition of images of the pressure distribution under the foot from the pedobarograph // J Photog Science. 1989. Vol. 37, N. 3–4. P. 139–142. doi: 10.1080/00223638.1989.11737030
  53. Hughes J., Kriss S., Klenerman L. A clinician’s view of foot pressure: a comparison of three different methods of measurement // Foot Ankle. 1987. Vol. 7, N. 5. P. 277–284. doi: 10.1177/107110078700700503
  54. David R.D., Delagoutte J.P., Renard M.M. Anatomical study of the sesamoid bones of the first metatarsal // J Am Podiatr Med Assoc. 1989. Vol. 79, N. 11. P. 536–544. doi: 10.7547/87507315-79-11-536
  55. Michaud T. Foot orthoses and other forms of conservative foot care. Philadelphia: William and Wilkins, 1993.
  56. MacConaill M.A. Some anatomical factors affecting the stabilising functions of muscles // Ir J Med Sci. 1946. P. 160–164. doi: 10.1007/BF02950588
  57. Kravitz S.R., LaPorta G.A., Lawton J.H. KLL progressive staging classification of hallux limitus and hallux rigidus // Lower extremity. 1994. Vol. 1, N. 1. P. 55–66.
  58. MacConaill M.A., Basmajian J.V. Muscles and movements: a basis for human kinesiology. Philadelphia: Williams and Wilkins, 1969.
  59. Elftman H. The transverse tarsal joint and its control // Clin Orthop. 1960. Vol. 16. P. 41–45.
  60. Sammarco V.J. The talonavicular and calcaneocuboid joints: anatomy, biomechanics, and clinical management of the transverse tarsal joint // Foot Ankle Clin. 2004. Vol. 9, N. 1. P. 127–145. doi: 10.1016/S1083-7515(03)00152-9
  61. Sarrafian S.K. Anatomy of the foot and ankle: descriptive, topographic, functional. Philadelphia: Williams and Wilkins,1993.
  62. Blackwood C.B., Yuen T.J., Sangeorzan B.J., et al. The midtarsal joint locking mechanism // Foot Ankle Int. 2005. Vol. 26, N. 12. P. 1074–1080. doi: 10.1177/107110070502601213
  63. Johnson C.H., Christensen J.C. Biomechanics of the first ray. Part I. The effects of peroneus longus function: a three-dimensional kinematic study on a cadaver model // J Foot Ankle Surg. 1999. Vol. 38, N. 5. P. 313–321. doi: 10.1016/s1067-2516(99)80002-7
  64. Rajendran K. Mechanism of locking at the knee joint // J Anat. 1985. Vol. 143. P. 189–194.
  65. Perez H.R., Reber L.K., Christensen J.C. The effect of frontal plane position on first ray motion: forefoot locking mechanism // Foot Ankle Int. 2008. Vol. 29, N. 1. P. 72–76. doi: 10.3113/FAI.2008.0072
  66. Hicks J.H. The mechanics of the foot. II. The plantar aponeurosis and the arch // J Anat. 1954. Vol. 88, N. 1. P. 25–30.
  67. Phillips R.D., Law E.A., Ward E.D. Functional motion of the medial column joints of the foot during propulsion // J Am Podiatr Med Assoc. 1996. Vol. 86, N. 10. P. 474–486. doi: 10.7547/87507315-86-10-474

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Фазы терминальной опоры (а) и предпереноса (б). Черной линией обозначен вектор сил реакции опоры, или вектор тела

Скачать (70KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Ось движения первого луча: а — горизонтальная плоскость; б — фронтальная плоскость (Michaud T. Foot orthosis. Baltimore, 1993; [55], с модификациями)

Скачать (80KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Движение первого луча: а — горизонтальная плоскость; б — сагиттальная плоскость

Скачать (109KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Сесамовидный аппарат стопы. Л — латеральная сесамовидная кость; М — медиальная сесамовидная кость

Скачать (244KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Проекция центров ротации первого плюснефалангового сустава (а) (1–4); вращательное движение головки I плюсневой кости (б); скользящее движение головки плюсневой кости (в); компрессирующее движение головки I плюсневой кости (г) (Ronald L. Valmassy. 1994, [22], с модификациями)

Скачать (122KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Проекция центра давления на стопу при нормальной ходьбе по данным A.K. Mishra [48]. Сплошная линия — оцениваемая конечность, пунктирная линия — контралатеральная конечность (Ronald L. Valmassy. 1994, [22], с модификациями)

Скачать (90KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Функция короткого и длинного сгибателей, короткого и длинного разгибателей I пальца в среднеопорную фазу шага (а). В данную фазу проекция вектора сил реакции опоры располагается позади первого плюснефалангового сустава и не оказывает на него никакого влияния. Локализация I пальца стопы на поверхности нейтрализует сгибательный крутящий момент центра тяжести I пальца и обусловливает стабилизирующее действие сгибателей и разгибателей I пальца стопы проксимальной фаланги I пальца против головки I плюсневой кости. Функция длинного сгибателя I пальца, короткого сгибателя I пальца стопы и сесамовидного аппарата в фазы «третьего переката» (б). Вектор сил реакции опоры располагается впереди первого плюснефалангового сустава, создавая эффективное плечо рычага разгибательного крутящего момента. Сесамовидные кости, а также смещение центра ротации первого плюснефалангового сустава в передневерхние отделы головки увеличивает сгибательный крутящий момент короткого сгибателя I пальца, что обеспечивает активное противодействие пассивному разгибательному действию сил реакции опоры. Синяя линия — плечо рычага крутящего момента центра тяжести I пальца стопы, зеленая линия — плечо рычага крутящего момента короткого разгибателя I пальца, коричневая линия — плечо рычага крутящего момента разгибателей I пальца, серая линия — плечо рычага крутящего момента сил реакции опоры

Скачать (302KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Положение первого луча и стопы в фазе принятия нагрузки и начальной среднеопорной фазе в сагиттальной и фронтальной плоскостях (а, б). Положение первого луча и стопы в фазах терминальной опоры и предпереноса в сагиттальной и фронтальной плоскостях (в, г). Объяснения см. в тексте

Скачать (539KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Механизм блокировки первого луча стопы. Объяснения см. в тексте

Скачать (128KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Расположение осей абдуктора I пальца и длинной малоберцовой мышцы относительно результирующей оси движения первого луча стопы. Объяснения см. в тексте

Скачать (142KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».