Разгибатели пальцев кисти: Разрыв сухожилий разгибателей кисти | EMC

15.12.1975 0 Разное

Содержание

разгибатель пальцев кисти — это… Что такое разгибатель пальцев кисти?

разгибатель пальцев кисти
(musculus extensor digitorum manus, PNA) см. Перечень анат. терминов.

Большой медицинский словарь. 2000.

  • разгибатель V пальца кисти собственный
  • разгибатель пальцев кисти глубокий

Смотреть что такое «разгибатель пальцев кисти» в других словарях:

  • разгибатель пальцев кисти глубокий — (musculus extensor digitorum manus profundus) см. Перечень анат. терминов …   Большой медицинский словарь

  • разгибатель мизинца кисти — (m. extensor digiti minimi)    расположен сзади в области предплечья, отщепляется от разгибателя пальцев в виде тонкого дополнительного сухожилия, идущего к фалангам V пальца. Функция разгибает мизинец …   Словарь терминов и понятий по анатомии человека

  • Разгибатель пальцев — Разгибатель пальцев …   Википедия

  • Разгибатель пальцев — Разгибатель пальцев, m. extensor digitorum, имеет веретенообразное брюшко, а по направлению мышечных пучков она двуперистая. Мышца лежит непосредственно под кожей, ближе к латеральному краю тыльной поверхности предплечья, и граничит с локтевой… …   Атлас анатомии человека

  • разгибатель пальцев — (m. extensor digitorum)    расположен сзади в поверхностном слое мышц предплечья. Начинается от латерального надмыщелка плеча и фасции предплечья, разделяется на четыре сухожилия, которые прикрепляются в виде сухожильного растяжения к тыльной… …   Словарь терминов и понятий по анатомии человека

  • Разгибатель мизинца — указан стрелкой Латинское название Musculus extensor digiti minimi …   Википедия

  • Разгибатель указательного пальца — Разгибатель указательного пальца …   Википедия

  • Глубокий сгибатель пальцев — Глубокий сгибатель пальцев …   Википедия

  • Поверхностный сгибатель пальцев — обозначен стрелкоц Латинское название Musculus flexor digitorum s …   Википедия

  • Тыльные межкостные мышцы кисти — Тыльные межкостные мышцы кисти …   Википедия

Лечение повреждений разгибателей пальцев Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

УДК 617.576:616.74—018.38—001.1—089.8

ЛЕЧЕНИЕ ПОВРЕЖДЕНИЙ РАЗГИБАТЕЛЕЙ ПАЛЬЦЕВ КИСТИ

Г.Г. Неттов, Р.Д. Сафин Научно-исследовательский центр «ВТОъ (директор — чл.-корр. АНТ, проф. Х.З. Гафаров), г. Казань

Сложность анатомического строения и функции разгибательного аппарата пальцев кисти, значительное количество (15,7%) неудовлетворительных исходов лечения их повреждений придают этой проблеме особую актуальность [12]. Предпосылки для восстановления разгибателя должны быть следующими: подвижные суставы, кожа, не ограничивающая движений в суставах, сохранение хотя бы одного пальцевого нерва, функционирование внутренних (коротких) мышц кисти [32].

Статистические данные свидетельствуют о том, что при первичном обращении больных частота повреждений сухожилий разгибателей варьирует от 0,5 до 6,3% [6, 26], причем закрытые повреждения составляют 61%, открытые — 22%, открытые повреждения в сочетании с переломами фаланг пальцев — 17%. Возраст 74% пострадавших колеблется от 20 до 50 лет [17]. Частота повреждений разгибателей у детей достигает

24,4% [12].

Сочетание костно-сухожильных повреждений фаланг пальцев с поражением преимущественно разгибателей представляет проблему в тех случаях, когда функциональный прогноз зависит не от метода сухожильного шва, а от качества лечения переломов костей кисти [3]. Причиной самопроизвольного разрыва длинного разгибателя большого пальца после перелома лучевой кости в типичном месте является хроническое раздражение длинного разгибателя в третьем канале зазубренными поверхностями несросшегося перелома бугорка Листера лучевой кости [34].

Б. Бойчев, Я. Холевич [5] повреждения разгибателей пальцев кисти делят на открытые, закрытые и по зонам повреждения. При этом они выделяют 4 зоны повреждения: 1-я — уровень дистального межфалангового сустава, 2-я — проксимального межфалангового сустава, 3-я — пястно-фалангового сустава, 4-я — пястные и запястные области. Ряд исследователей [17, 25, 32] предпочитают деление повреждений на уровни пальцев, уровни пястных костей, уровень кисти и др. По мнению авторов, при этом возможно применение тактики лечения в зависимости от уровня повреждений разгибательного аппарата пальцев кисти.

Частота закрытых повреждений разгибателей на уровне дистального межфалангового сустава варьирует от 1,5 до 3% [15], а среди всех травм разгибателей составляет 74% [24]. Аналогичные повреждения разгибателей на уровне дистального межфалангового сустава у детей составляют 11,9% [12]. По данным Е.В. Усольцевой, К.И. Машкара

[25], частота поврежденных разгибателей на пальцах достигает 59,5%, на уровне пястных костей — 34,6%, запястья — 5,9%. При подкожном разрыве разгибателя в дистальном межфаланговом суставе ногтевая фаланга тотчас же сгибается до угла 90°, и в застарелых случаях формируется «палец-молоточек», при котором активное разгибание ногтевой фаланги невозможно [9, 19]. При повреждении разгибателей на уровне средней и основной фаланг неудовлетворительные исходы соче-танных повреждений пальцев равны 26,7% [12].

При повреждении разгибателя на уровне дис-тального межфалангового сустава Пратт [33] использовал спицу Киршнера, проведенную трансартикулярно через ногтевую, среднюю и до дистальной одной трети основной фаланги. Было предложено [28] фиксировать только дистальный межфаланговый сустав в положении переразгибания ногтевой фаланги трансоссально двумя перекрещивающимися спицами. Ряд авторов [14, 15, 19, 29] рекомендуют дистальный межфалан-говый сустав фиксировать трансартикулярно только одной спицей. С.А. Голобородько [9] ногтевую фалангу в положении гиперэкстензии фиксировал поперечно трансоссально на нескольких уровнях к специальной металлической шине, считая, что при этом исключается возможность ожога от спицы и повреждения сустава. При закрытых подкожных разрывах разгибателей на уровне дисталь-ного межфалангового сустава на сроках до 3 недель после травмы рекомендуется консервативное лечение [14], а в последующем — поздний вторичный шов [27]. В.И. Розов [23] на сроках до 2 месяцев использовал ранний вторичный шов с помощью дубликатуры.

Хорошие результаты обеспечивает первичный шов сухожилий разгибателей [14, 22, 27]. Диастаз между концами поврежденного разгибателя в зависимости от уровня повреждения составляет на пальцах 4—5 мм, на тыле кисти — 1,5—2 см. Наибольшее расхождение отмечается при повреждении длинного разгибателя I пальца — 4,0—4,5 см [12]. На ранних сроках при повреждении разгибателей на пальцах рекомендуют шов разгибателей средней и боковых порций, на поздних сроках — со-сбаривание регенерата, т.е. уменьшение длины и усиление прочности его путем накладывания внут-риствольного погружного шва, вторичный шов, аутопластику [12]. Из всех амбулаторных операций на шов разгибателей приходится 6,1% [4].

Использование шелка, капрона для сшивания сухожилий сгибателей или разгибателей не оказывает существенного влияния на исход ле-

чения [7]. Для восстановления разгибателей можно применять швы В.И. Розова, М.Ф. Оберфель-да, М.М. Казакова, Кюнео. Первичный шов сухожилий сгибателей и разгибателей возможен не только при условиях резаной, но и рвано-ушибленной раны и сопутствующих повреждений костей, суставов и нервов [7]. Применение съемного сухожильного шва при повреждении разгибателей обеспечивает более благоприятные результаты по сравнению с традиционными методами лечения [18].

При застарелых повреждениях средней порции разгибательного аппарата на уровне проксимального межфалангового сустава рекомендуют восстановление разгибательного аппарата по методу Вайнштейна — сшивание боковых пучков между собой, по Матеву — пересечение боковых порций на разных уровнях и переключение длинной порции на дистальный конец разгибателя, а короткой порции на остатки средней порции разгибателя, по Фоулеру — при полном повреждении разгибательного аппарата свободную тендо-пластику 8-образным трансплантатом над проксимальным межфаланговым суставом [10, 14]. НА Шу-гаров и др. [27] при таких повреждениях предлагают дистракцию проксимального межфаланго-вого сустава на аппарате Волкова—Оганесяна с последующим проведением массажа для смещения боковых порций к тылу.

При подобных повреждениях В.В. Кузьменко и соавт. [16] вначале на дистракционном аппарате устраняют сгибательную контрактуру пальца, далее придают пальцу положение «лебединой шеи» в течение 2—3 недель, затем назначают фи-зиомеханолечение. Эти же авторы при повреждении средней порции рекомендуют операцию по Вайнштейну, а при свежих повреждениях — погружной 8-образный шов средней порции.

По мнению Э.П. Рословой и соавт. ]23], раз-гибательный аппарат следует рассматривать как сетчатый каркас, где всякие разрывы одной цепи ведут к изменению тяги остальных отделов. Червеобразные мышцы играют роль внутренней пружины и являются главным разгибателем дисталь-ного сустава. Операция по Вайнштейну — сшивание боковых пучков между собой — ведет к их перенапряжению и нарушает нормальные биомеханические взаимосвязи при попытке движений. При операции по Матеву удлинение боковых пучков для уменьшения гиперэкстензии ногтевой фаланги также биомеханически не оправдано, так как в случае восстановления разгибания средней фаланги ногтевая остается в положении сгибания. Использование дегенеративно перерожденного сухожилия способом Паневой ведет к его разволокнению, недостаточности сухожильного шва, а закройка трансплантатом — к выключению функции одного бокового пучка. Проведение трансплантата под сухожильным растяжением способом Изелена деформирует его, нарушая нормальную функцию. Все указанные

операции неэффективны, так как биомеханически не обоснованы и практически себя не оправдали [23].

По мнению В.И. Розова [22], при дефекте в 1,5—2 см следует использовать дубликатуру рубца, при дефекте более 2—3 см — широкую фасцию бедра. При небольших дефектах применяют кусочки от тыльной поперечной связки, а для замещения длинного разгибателя I пальца возможно переключение на собственный разгибатель II пальца или на длинный лучевой разгибатель кисти [25]. Для замещения больших дефектов сухожилий О.М. Бирюков [5] рекомендует аллопла-стический материал, заготовленный путем замораживания до — 70°. Для замещения дефектов сухожилий Е.П. Пашков [20] предлагает консервированные сухожильные гетеротрансплантаты вместе с паратеноном для улучшения скольжения. По мнению автора, к 4-й неделе гетеротран-сплантаты прочно соединяются с концами сухожилий и к этому сроку можно прекратить иммобилизацию. Для замещения сухожильных дефектов сгибателей и разгибателей Н.П. Демичев и А.А Пути-лин [13] рекомендуют аллотрансплантаты, насыщенные биологически активными веществами (ацетилхолин, никотиновая кислота, гепарин), что, по их мнению, повышает функциональные результаты до 90,4%.

При дефекте кожи на кисти и пальцах эффективна, по мнению В.И. Высоцкой [8], пластика веерообразным кожным лоскутом на двух питающих ножках с туловища. При пластике лос-кутом-сито наблюдается частичный некроз в 9,5% случаев, полный некроз — в 9,9%. Лоскут-сито через 4—6 месяцев подвергается вторичной ретракции. При ожогах кисти и пальцев принципы восстановительной операции заключаются в профилактике ретракции рубца — редрессации, кожной пластике до 90% случаев дерматомным лоскутом [1].

При ожогах тыла кисти и пальцев вместе с кожей часто повреждается центральный конец разгибателя, в результате теряется связь боковых порций с центральными, и они смещаются в ладонном направлении. Их тяга изменяется так, что они не разгибают, а, наоборот, сгибают среднюю фалангу и переразгибают ногтевую фалангу. При этом развивается деформация, именуемая иностранными авторами как деформация Boutonniere [32], а отечественными — как двойная контрактура Вайнштейна [21]. В.М. Гришке-вич и соавт. [11] на первом этапе рекомендуют аппаратную разработку проксимального межфа-лангового сустава, на втором — 8-образную пластику разгибателя сухожилием длинной ладонной мышцы, а при необходимости кожную пластику на питающей ножке с живота.

Анализ данных литературы свидетельствует о том, что при повреждении разгибателей на уровне проксимального межфалангового сустава неблагоприятные исходы наблюдаются в 26,7% случаев [12]. Существующие способы восстановления

на этом уровне (Вайнштейна, Матева, Паневой, Изелена, Гришкевича и др.) биомеханически не обоснованы и практически неэффективны [23]. При повреждении разгибателя на уровне дисталь-ного межфалангового сустава оправдала себя трансартикулярная фиксация дистального меж-фалангового сустава в положении гиперкоррекции ногтевой фаланги спицей Киршнера [14, 19]. В случае повреждения разгибателей в 4-й зоне, то есть на уровне тыла кисти и нижней трети предплечья, Н. Gellman, M.J. Cohen [31] рекомендуют переключение здорового собственного разгибателя II пальца на поврежденный разгибатель III-V пальцев, а D.C. Ferlic [31] — переключение здорового разгибателя II пальца на поврежденный длинный разгибатель I пальца.

Открытой и нерешенной проблемой остаются кожная пластика и восстановление поврежденного разгибательного аппарата пальца при последствиях тяжелых ожогов тыла кисти, особенно тыльной поверхности пальцев. Дальнейшей разработки требуют вопросы восстановления поврежденного разгибательного аппарата на уровне проксимального межфалангового сустава, особенно в застарелых случаях со сгибательной контрактурой пальца или деформации в виде так называемой двойной контрактуры Вайнштейна.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бирюков О.М.//Вестн. хир. — 1970. — № 7. — С. 12—14.

2. Бирюков О.М. //Вестн. хир. — 1981. — № 2. — С. 96—100.

3. Бландинский В.Ф. Лечение повреждений кисти и их последствий у детей: Автореф. дисс. … докт. мед. наук. — М., 1988.

4. Богданов Е.А.//Ортоп., травматол. — 1968. — № 3. — С. 18—23.

5. Бойчее Б., Холевич Я. Хирургия кисти и пальцев. — София, 1971.

6. Бочайковская Ж.А. //Ортоп., травматол. —

1971. — № 4. — С. 15—17.

I. Водянов Н. Лечение повреждений сухожилий кисти и пальцев: Автореф. дисс. …канд. мед. наук. — Прокопьевск, 1968.

5. Высоцкая В.И. Новые варианты лоскутной пластики при лечении тяжелых форм послеожо-говых контрактур: Автореф. дисс. … докт. мед. наук. — Иркутск, 1968.

9. Голобородько С.А. //Ортоп., травматол. — 1991. — № 6. — С. 33—35.

10. Гришин И.Г., Азолов В.В., Водянов Н.М. Лечение повреждений кисти на этапах медицинской эвакуации. — М., 1985.

II. Гришкевич В.М., Салихбаев В.С., Дакова Б.М.// Хирургия. — 1986. — № 6. — С. 105—109.

12. Губов Ю.П., Бландинский В.Ф., Комарев-цев В.Д.//Хирургия. — 1986. — № 8. — С. 18—22.

13. Демичев Н.П., Путилин А.А.//Ортоп., трав-матол. — 1990.— № 4. — С. 22—27.

14. Колонтай Ю.Ю., Панченко М.К., Адрусон М.В. Открытые повреждения кисти. — Киев, 1983.

15. Коршунов В.Ф., Москвин А.Д., Магдиев Д.А.// Ортоп., травматол. — 1988. — № 8. — С. 12—14.

16. Кузьменко В.В.. Коршунов В.Ф., Магдиев Д.А. Лечение повреждений разгибательного аппарата пальцев кисти на уровне проксимального меж-фалангового сустава./ Метод. реком. — М., 1986.

11. Кузьменко В.В., Коршунов В.Ф. и др. //Вестн. хир. — 1989. — № 9. — С. 88—92.

18. Ломая М.П. Применение съемного сухожильного фиксатора при восстановлении поврежденных сухожилий кисти и пальцев: Автореф. дисс…. канд. мед. нак. — СПб, 1991.

19. Микусев И.Е.//Вестн. хир. — 1983. — № 1. — С. 139—141.

20. Пашков Е.П. Замещение дефектов сухожилий консервированными сухожильными гомо- и гетеротрансплантатами: Автореф. дисс. … канд. мед. наук. — Киев, 1967.

21. Розов В.И. Повреждение сухожилий кисти и пальцев и их лечение: Автореф. дисс. … докт. мед.

наук. — Л., 1951.

22. Розов В.И. Повреждения сухожилий кисти и пальцев и их лечение. — М., 1952.

23. Рослова Э.П., Львов С.Е.//Ортоп., травматол. — 1988. — № 8. — С. 14—18.

24. Скопинов В.П., Москвин А.Д. Реконструк-тивно-восстановительная хирургия при травмах

кисти. — М., 1975.

25. Усольцева Е.В., Машкара К.И. Хирургия заболеваний и повреждений кисти. — ЛО., 1986.

26. Харитонов Р.Д. Повреждение сухожилий разгибателей пальцев кисти и их лечение: Авто-реф. дисс. … канд. мед. наук. — Л., 1968.

21. Шугаров н.А., Лапин В.В. //Ортоп., травматол. — 1987. — № 6. — С. 46—47.

28. Bohler ].// Mschr Unfallheilk. — 1953. — Vol. 56. — P. 21—218.

29. Cassels S.W., Strange Т.// Bone Joint Surg. — 1957. — Vol. 39A. — P. 521—526.

30. Gellman H., Cohen M.]. Techniques in Hand Surgery. — Baltimore, 1996.

31. Ferlic D. Technicues in Hand Surgery. — Baltimore, 1996.

32. Kuzma G.R. Technicues in Hand Surgery. — Baltimore, 1996.

33. Pratt D.E.// J. Bone Joint Surg. — 1952. — Vol. 34A.— P. 785—788.

34. Stahl S., Wolff ТЖ, Louisville K.// J. Hand Surg. — 1988. — Vol. 13A. — P. 350—353.

Поступила 06.05.99.

Болезнь де Кервена

Болезнь де Кервена (теносиновит, стенозирующий лигаментит, стенозирующий тендовагинит) — это заболевание кисти, проявляющееся резкой болью в области запястья при физической нагрузке (например, когда вы берете на руки ребенка, поднимаете кружку или чайник).

Заболевание возникает при сужении канала в области лучезапястного сустава, в котором расположены сухожилия, разгибающие и отводящие большой палец. Из-за этого повышается трение сухожилий, возникает их местное воспаление, приводящее к резкой боли. Обычно причиной развития болезни де Кервена является перегрузка кисти. Как правило, заболевание развивается постепенно, но причиняет немало неудобств в повседневной жизни.


Типичные признаки теносиновита де Кервена:

  • Боль и припухлость по наружной поверхности лучезапястного сустава с переходом на основание большого пальца (по ходу сухожилий)

  • Резкое усиление боли при нагрузке на кисть

  • Снижение силы кисти

Диагностический тест:

Симптом Финкельштейна: если зажать большой палец в кулак и отвести кисть в сторону мизинца – возникает резкая боль вдоль сухожилий на тыле первого пальца.


Лечение болезни де Кервена:

Начинать лечение следует с консервативных методик. Рекомендуется исключить болезненные нагрузки, использовать противовоспалительные мази, физиотерапию и фиксацию 1 пальца отрезом. Если в течение 10 дней боль сохраняется или усиливается, то рекомендовано выполнить блокаду с гормональными противовоспалительными препаратами или решить вопрос об операции.

При неэффективности 1-2 блокад показано хирургическое лечение — операция по рассечению суженного канала разгибателей 1 пальца. Это вмешательство проводится под местной анестезией. Выполнить его можно открыто (из небольшого разреза кожи) или малоинвазивно, через несколько проколов кожи иглой.


Что необходимо для лечения за один визит?

В нашем центре возможно лечение болезни де Кервена за один день (малоинвазивная операция). Для этого Вам необходимо просто выслать фотографии рук на электронную почту [email protected] или на whatsapp (8 996 766 76 08), описать жалобы и ответить на вопросы. Наши специалисты изучат полученную информацию и составят индивидуальный план лечения. Обратите внимание: для выбора методики операции необходимы результаты УЗИ первого канала разгибателей.

При выполнении открытой операции необходим осмотр на следующий день после операции.

Для проведения операции необходимо иметь с собой анализы: общий анализ крови и мочи (действительны 10 дней), биохимический анализ крови — глюкоза, мочевая кислота, СРБ, ревматоидный фактор (действительны 10 дней), факторы риска — анализ на гепатиты В, С, RW, ВИЧ (действительны 3 месяца).

В письме желательно указать:

  1. ФИО и год рождения
  2. Контактный телефон и город проживания
  3. Зону болезненности и как давно в ней появилась боль
  4. Боль начала развиваться постепенно, или после травмы?
  5. Возникают ли у Вас щелчки или защелкивания пальца или пальцев при сгибании и разгибании?
  6. Немеют ли у Вас пальцы кисти (просыпаетесь ли Вы от ощущения, что отлежали руку?)
  7. Проблемы с рукой появились после травмы?
  8. Оперировали ли Вас ранее? Если да, то где и когда (желательно выслать копию выписного эпикриза после операции, а на фото руки маркером обозначить послеоперационный рубец)
  9. Приложить фото руки (вид сверху и сбоку), желательно маркером или ручкой указать проблемные зоны на кисти
  10. Имеются ли у Вас хронические заболевания — ревматоидный полиартрит, подагра, сахарный диабет и т.п.

В произвольной форме опишите проблему: что Вас беспокоит и как долго, к кому обращались за помощью, какое лечение получали (был ли эффект), какие исследования проводили (нужно приложить копии медицинских документов при их наличии).

Также по телефону 8 (812) 406 88 88 можно просто записаться на консультацию, где мы поставим точный диагноз, составим план обследования и лечения, а также назначим дату операции (при необходимости).

М 66.2, S 66.3 Подкожный разрыв сухожилия разгибателя пальца кисти на уровне дистального межфалангового сустава

жалобы по диагнозу

  • Деформация пальца
  • Нарушение функции разгибания пальца
  • Боль при движениях пальца

симптомы по диагнозу

  • Деформация пальца Сгибательное положение (установка) дистальной фаланги пальца.
  • Полное (часто безболезненное) пассивное разгибание пальца Разгибание пальца с помощью другой руки.
  • Сохранная функция других суставов пальца
  • Отсутствие активного разгибания дистальной фаланги в дистальном межфаланговом суставе
  • Болезненность по ладонной поверхности основания пальца при его сгибании и разгибании

краткое описание диагноза

Подкожный разрыв сухожилия разгибателя пальца кисти на уровне дистального межфалангового сустава

Закрытое повреждение сухожилия разгибателя пальца (подкожный разрыв) является одной из наиболее частых травм кисти. При кажущейся изначально незначительности, такое повреждение может приводить к таким нарушениям функции кисти, с которыми пострадавший не готов мириться. Внешне палец искривляется (сгибается) так, что начинает напоминать молоточек, в связи с чем, эту деформацию часто называют «молоткообразный палец».

Только в половине случаев пострадавшие обращаются к врачу сразу, иногда происходят ошибки на этапе диагностики у врача, не являющегося специалистом в хирургии кисти, что в конце концов приводит к трудностям и неудовлетворительным результатам лечения данной патологии.

В свежих случаях (до 7 дней после травмы) возможно консервативное лечение – фиксация пальца в определенном положении в специальной шине на довольно длительный срок (6-8) недель.

В несвежих и застарелых случаях – предпочтительнее оперативный метод лечения. 

самопомощь при диагнозе

Фиксация пальца в положении разгибания с помощью подручных средств (палочка, пластиковая пластинка и др).

режим лечения

средний срок выздоравления

Разработка суставов после травм и операций

Реабилитация детей и подростков после травм и операций. Разработка суставов и восстановление конечностей.

Восстановление подвижности в суставах у детей и подростков после травм и операций является необходимыми мероприятиями в посттравматический и послеоперационный период даже с учетом того, что молодой организм, по сравнению со взрослым, гораздо быстрее приобретает необходимую функциональность и работоспособность, что связано с тем, что у них более эластичные и гибкие мягкие ткани организма, молодая энергичность заставляет раньше пользоваться травмированной областью и огромную роль в данном вопросе играет возраст пациента. Но, тем не менее, Реабилитационная клиника «ВЭЛМ» имеет обширный опыт реабилитации детей в областях ортопедии и неврологии и, как правило, эти случаи когда потребность крайне необходима и не имеет альтернатив.

Показаниями к разработке суставов и восстановлению верхних и нижних конечностей после травм и операций являются – снятие иммобилизации гипсом после переломов; операций на сухожилиях, мышцах и нервах; операций на костях; операций на суставах, а также их эндопротезирование (замена сустава его искусственным аналогом). Причинами же травм, в современном мире, является использование в повседневной жизни различных развлекательных приспособлений – например, исходя из опыта 70% стойких контрактур локтевого сустава у детей – это последствие использование гераскутера.

«До» и «После» курса реабилитации:

 Для достижения данных результатов необходимо личное присутствие больного в Реабилитационной клинике «ВЭЛМ» по предварительной записи, где назначается курс необходимых процедур, включающий в себя: во-первых, консультация специалиста по реабилитации, либо, по необходимости, врача ортопеда с целью определения сроков реабилитации, видов применяемых процедур и их индивидуальные противопоказания. Во-вторых, прогревание травмированной области перед началом манипуляций. В-третьих, специалист по реабилитации начинает проводить массаж травмированной области, снимая мышечный спазм, улучшая метаболизм и кровообращение в пораженном сегменте. В-четвертых, специалист по реабилитации приступает к ручной разработке пораженного сустава для восстановления его подвижности. Заключительным этапом процедур является пассивная разработка аппаратом ARTROMOT немецкой фирмы ORMED при условии, что данный аппарат можно будет применять в виду возрастных особенностей пациента. Данный комплекс мероприятий и процедур применяется до восстановления полной подвижности.

Таким образом, специалисты по реабилитации Реабилитационной клиники «ВЭЛМ» помогают решить детям и, главное, их родителям проблемы, возникшие в посттравматический и послеоперационный период:

1. Ограниченность подвижности конечности и тела, связанная с контрактурой суставов.

2. Страх и неуверенность ребенка пользоваться травмированной областью, возникший в посттравматический и послеоперационный период, проходит. Данное обстоятельство связано тем, что пациенту наглядно демонстрируют его собственные двигательные возможности.

3. Результатом лечения будет полное восстановление амплитуды движения в суставе.

Общую информацию о предполагаемом лечении и ценах

Вы можете получить у администраторов по телефонам: 
  • ВЭЛМ-КОНДИ 8(347)216-2-216, +7(917)777-06-25;
  • ВЭЛМ-Сипайлово 8 (347)2-444-084, +7(917)473-24-16.

Для определения показаний и противопоказания, а также о методе, сроках и характере комплекса процедур по реабилитации, необходима очная консультация врача.

Лечение повреждений сухожилий разгибателей пальцев

Боковые отделы сухожилий – разгибателей закреплены к ногтевой пластинке. Это обеспечивает чувствительность и подвижность пальцев даже при серьезном травматизме. Боковые элементы сведены к центральной фаланге с наружной стороны кисти.

ВОЗМОЖНЫЕ ПРИЧИНЫ ТРАВМАТИЗМА СУХОЖИЛИЙ-РАЗГИБАТЕЛЕЙ

Причина повреждения пальцев (их разгибателей) определяет не только необходимость срочно обратиться к травматологу, но и условия, в которых будет функционировать поврежденный элемент. Различают три формы повреждения разгибателей:

  • Сочетанная травма с отрывом сухожилий сразу в нескольких местах, которая приводит к полному сгибанию. Ее причинами чаще всего становятся колотые, резаные, рубленые раны с наружной стороны. Или множественные порезы на уровне самих пальцев, низа предплечья.
  • «Молотообразные» пальцы (сгиб – между 2 и 3-й фалангами). Это повреждение получают при травме боковых сухожилий. Опять же, частичная функция разгибателей сохраняется (благодаря центральному креплению сухожилий), но требуется реконструкция полной подвижности. Получить такое повреждение можно прямым ударом, упав на вытянутую руку, пытаясь удержать тяжести и т. д.
  • Так называемая бутоньерка (палец согнут между 1 и 2-й фалангами). Функция разгибателей в этом случае частично сохраняется благодаря целостности боковых «порций» сухожилий, но полностью разгибать пальцы самостоятельно нельзя.

Структура сухожилий в пальцах очень крепкая, но их длина и толщина достаточно малая, чтобы говорить о возможности повреждения разгибателей из-за ослабления тканей системными нарушениями. Гнойные образования у ногтевых пластинок могут привести к истончению волокон и повреждению боковых сухожилий. То же способен спровоцировать прогрессирующий тендиноз, артроз, туберкулез и т. д.

КАК РЕКОНСТРУИРОВАТЬ ПАЛЬЦЫ С ПОВРЕЖДЕННЫМИ РАЗГИБАТЕЛЯМИ?

Существует тактика безоперационного восстановления сухожилий разгибателей в пальцах. Но при повреждении большого пальца она не применяется (потеря его подвижности на 40% снизит функциональность кисти). По остальным пальцам такого «запрета» нет, но при наличии возможности прооперировать сухожилия именно хирургии отдается предпочтение в контексте такой травмы.

При этом операция будет тем проще, чем выше по кисти получено повреждение. Перерезанные сухожилия (с тыла кисти) в районе пальцев сшить проще всего – их концы не «уползают», задерживаемые фаланговыми бугорками.

Инвазия может занять от 20 минут до часа при раннем обращении. Или проводиться в 2 этапа пальцевой реконструкционной пластики (при обращении через 10 и более дней после повреждения разгибателей).

После операции на разгибатели накладывают лонгету, которую нужно носить 3–4 недели. По прошествии срока помалу внедряют курсы лечебной гимнастики и физиотерапии или массажа/акупунктуры. Сама реабилитация может занять от 6 до 8 месяцев.

64. Мышцы, сгибающие и разгибающие кисть и пальцы.

Сгибают кисть: локтевой сгибатель запястья, лучевой сгибатель запястья, поверхностный сгибатель пальцев, глубокий сгибатель пальцев, длинный сгибатель большого пальца кисти, длинная ладонная мышца.

Локтевой сгибатель запястья начинается от медиального надмыщелка плечевой кости, от локтевой кости и фасции предплечья. Дистальным концом он доходит до гороховидной кости, к которой и прикрепляется. От гороховидной кости к крючковатой и к 5-й пястной костям идут связки, которые являются продолжением тяги этой мышцы.

Лучевой сгибатель запястья начинается от медиального надмыщелка плеча и межмышечной перегородки, мышца проходит на кисть под связкой-удерживателем сгибателей и прикрепляется к основанию 2-й пястной кости. Являясь многосуставной мышцей, участвует не только в движениях кисти, но и в сгибании предплечья в локтевом сустав.

Поверхностный сгибатель пальцев начинается от медиального надмыщелка плечевой кости, а также от локтевой и лучевой костей. Имеет четыре сухожилия, которые проходят на кисть через канал запястья, расположенный под связкой-удерживателем сгибателей, и достигают, расщепляясь каждое на две ножки, боковых поверхностей средних фаланг 2—5-го пальцев, к которым и прикрепляются. Функция этой мышцы заключается в сгибании средних фаланг. Будучи многосуставной, мышца вызывает также сгибание во всехсуставах кисти, кроме дистальных межфаланговых суставов.

Глубокий сгибатель пальцев лежит непосредственно на передней поверхности локтевой кости и на квадратном пронаторе; начинается от двух верхних третей ладонной поверхности локтевой кости и отчасти от межкостной перепонки. Разделяется на четыре сухожилия, которые проходят в канале запястья к дистальным фалангам 2—5-го пальцев кисти через расщепление сухожилий поверхностного сгибателя пальцев. Являясь многосуставной мышцей, производит сгибание во всех суставах кисти, в том числе и в дистальных межфаланговых суставах. Сухожилия расходятся на кисти веерообразно по направлению к пальцам, в силу чего эта мышца нетолько сгибает пальцы, но и приводит их.

Длинный сгибатель большого пальца — одноперистая мышца, имеющая веретенообразную форму. Начинается она от ладонной поверхности лучевой кости, проходит через запястный канал в отдельном синовиальном влагалище и доходит до дистальной фаланги большого пальца, к которой и прикрепляется. Мышца производит сгибание во всех суставах, около которых проходит (в частности, сгибает дистальную фалангу большого пальца).

Длинная ладонная мышца не является постоянной. Начинаясь от медиального надмыщелка плечевой кости и от фасции предплечья, эта мышца располагается на его передней стороне настолько поверхностно, что при сокращении нетрудно ее видеть подкожей и прощупать сухожилие. Прикрепляясь к ладонному апоневрозу и натягивая его, она при сильном сокращении может принимать некоторое косвенное участие также в сгибании пальцев.

Разгибают кисть: длинный и короткий лучевой разгибатель запястья, локтевой разгибатель запястья, разгибатель пальцев, длинный разгибатель большого пальца кисти, разгибатель мизинца, разгибатель указательного пальца.

Длинный лучевой разгибатель запястья начинается от латерального края плечевой кости, межмышечной перегородки и латерального надмыщелка, проходит под связкой-удерживателем разгибателей и сухожилием длинного разгибателя большого пальца и прикрепляется к основанию 2-й пястной кости. Ввиду того что равнодействующая этой мышцы проходит очень близко от поперечной оси локтевого сустава, ее участие в сгибании предплечья незначительно. Будучи сильным разгибателем кисти, она производит также при изолированном сокращении некоторое отведение её.

Короткий лучевой разгибатель запястья начинается от латерального надмыщелка плечевой кости, фасции предплечья и прикрепляется к основанию 3-й пястной кости. Являясь разгибателем кисти, мышца одновременно и отводит ее.

Локтевой разгибатель запястья начинается от латерального надмыщелка плечевой кости, коллатеральной лучевой связки и фасции предплечья. Спускаясь на кисть, мышца идет между головкой и шиловидным отростком локтевой кости и прикрепляется к основанию 5-й пястной кости. Являясь разгибателем кисти, локтевой разгибатель запястья также приводит ее.

Сгибают большой палец: длинный сгибатель большого пальца кисти, короткий сгибатель большого пальца кисти.

Разгибатель пальцев начинается от латерального надмыщелка плечевой кости, лучевой коллатеральной связки, кольцевой связки лучевой кости и фасции предплечья. На середине предплечья эта мышца переходит в сухожилия, идущие под связкой-удерживателем разгибателей к тыльной поверхности проксимальных фаланг 2—5-го пальцев. Каждое сухожилие, в свою очередь, имеет три ножки, из которых средняя прикрепляется к средней фаланге, а две боковые доходят до дистальной фаланги пальцев.

Длинный разгибатель большого пальца кисти начинается от задней поверхности локтевой и лучевой костей, межкостной перепонки предплечья и прикрепляется к дистальной фаланге большого пальца. Сухожилие этой мышцы проходит под связкой-удерживателем разгибателей в отдельном канале, пересекая сухожилия лучевых разгибателей запястья. Разгибая дистальную фалангу, мышца одновременно несколько оттягивает назад большой палец. Если он фиксирован, то мышца участвует в отведении всей кисти.

Разгибатель мизинца начинается от латерального надмыщелка плечевой кости, лучевой коллатеральной связки, кольцевой связки лучевой кости и фасции предплечья, идет вниз и прикрепляется к тыльному апоневрозу 5-го пальца. Разгибая этот палец, мышца также разгибает и несколько приводит всю кисть.

Разгибатель указательного пальца начинается от тыльной поверхности локтевой кости и межкостной перепонки. Эта мышца своим сухожилием сливается с сухожилием разгибателя пальцев, идущим ко 2му пальцу, доходит до тыльного апоневроза указательного пальца и прикрепляется к его дистальной и средней фалангам. Она разгибает указательный палец и способствует также разгибанию всей кисти.

Также в процессе сгибания и разгибания пальцев принимают участие мышцы: короткий разгибатель большого пальца кисти, червеобразные мышцы, ладонные межкостные мышцы, тыльные межкостные мышцы, короткая мышца, отводящая большой палец кисти, короткий сгибатель большого пальца кисти, мышца противопоставляющая большой палец кисти, мышца, приводящая большой палец кисти, короткая ладонная мышца, мышца, отводящая мизинец, короткий сгибатель мизинца, мышца, противопоставляющая мизинец.

Короткий разгибатель большого пальца кисти начинается от задней поверхности локтевой и лучевой костей, прикрепляется к проксимальной фаланге большого пальца, которую разгибает, отводя одновременно весь палец. Если палец фиксирован, то мышца участвует в отведении всей кисти.

Червеобразные мышцы начинаются от сухожилия глубокого сгибателя пальцев. Эти мышцы идут ко всем пальцам, за исключением 1-го. Прикрепляются на тыльных апоневротических растяжениях проксимальных фаланг. Функция этих мышц состоит в том, что они сгибают проксимальные фаланги 2-5-го пальцев.

Ладонные межкостные мышцы (их 3) находятся в промежутках между пястными костями 2—5 -го пальцев и начинаются от этих костей. Прикрепляются они к суставным капсулам пястно-фаланговых суставов и к тыльному апоневрозу 2, 4 и 5-го пальцев. Сгибая их проксимальные фаланги, эти мышцы одновременно приводят данные пальцы к среднему пальцу.

Тыльные межкостные мышцы в количестве четырех расположены в промежутках между пястными костями. Местом их начала служат обращенные друг к другу боковые поверхности пястных костей. Достигая тыльной поверхности проксимальных фаланг, они тонкими сухожилиями вплетаются в апоневротическое растяжение разгибателей пальцев. Функция этих мышц заключается в том, что они, сгибая проксимальные фаланги 2-5-го пальцев, одновременно способствуют разгибанию средней и дистальной фаланг этих пальцев. Кроме того, они отводят 2-й и 4-й пальцы от 3-го и наклоняют 3-й палец в сторону как лучевой, так и локтевой кости.

Короткая мышца, отводящая большой палец кисти, имеет обширное место начала на связке-удерживателе сгибателей и на ладьевидной кости. Прикрепляясь к проксимальной фаланге большого пальца, способствует его отведению.

Короткий сгибатель большого пальца кисти начинается от связки-удерживателя сгибателей и трапециевидной кости. Эта мышца прикрепляется к сесамовидной кости и, сгибая 1 -ю фалангу большого пальца, способствует (благодаря натяжению антагонистов) разгибанию его 2-й, дистальной, фаланги. Мышца участвует также в противопоставлении большого пальца.

Мышца, противопоставляющая большой палец кисти, начинается от связки-удерживателя сгибателей и кости-трапеции, а прикрепляется к 1 -й пястной кости. Ее функция заключается в том, что она противопоставляет большой палец всем остальным.

Мышца, приводящая большой палец кисти, имеет две головки — поперечную и косую. Поперечная начинается от ладонной поверхности тела 3-й пястной кости, косая — от основания 2-й и 3-й пястных костей и головчатой кости. Мышца прикрепляется к сесамовидной кости, находящейся спереди пястно-фалангового сустава большого пальца, а также к капсуле этого сустава и проксимальной фаланге пальца. Ее функция заключается в том, что, приводя большой палец к срединной плоскости ладони, она способствует его противопоставлению остальным четырем пальцам.

Короткая ладонная мышца начинается от ладонного апоневроза и прикрепляется к коже. При сжимании кисти в кулак или при ударах ладонной поверхностью кисти эта мышца способствует защите сосудов и нервов, идущих по локтевой стороне с передней поверхности предплечья на кисть.

Мышца, отводящая мизинец, начинается на гороховидной кости и прикрепляется к основанию проксимальной фаланга 5-го пальца. Функция мышцы заключается в отведении этого пальца, сгибании его проксимальной фаланги и разгибании средней и дистальной фаланг.

Короткий сгибатель мизинца начинается от связки-удерживателя сгибателей и крючковидной кости и прикрепляется к локтевому краю основания проксимальной фаланги 5-го пальца. Функция мышцы заключается в сгибании его и приведении.

Мышца, противопоставляющая мизинец, начинается вместе с предыдущей мышцей, а прикрепляется к телу и головке 5-й пястной кости, которую несколько сгибает и приближает к середине ладони.

Мышцы кисти, правой (сухожилия по­верхностного сгибателя пальцев частично удале­ны)

1 — удерживатель сгибате­лей; 2 — мышца, отводящая мизинец; 3 — короткий сги­батель мизинца; 4 — сухо­жилия глубокого сгибателя пальцев; 5 — мышца, проти­вопоставляющая мизинец; 6 — червеобразные мышцы; 7 — сухожилия поверхност­ного сгибателя пальцев; 8 — мышца, приводящая боль­шой палец кисти; 9 — сухо­жилие длинного сгибателя большого пальца кисти; 10 — короткая мышца, сги­бающая большой палец кис­ти; 11 — короткая мышца, отводящая большой палец кисти.

границ | Извлечение паттернов активации общего разгибателя пальцев с помощью поверхностной электромиографии высокой плотности

Введение

Конвергентные и расходящиеся нейронные сети спинного мозга и многожильные внешние мышцы пальцев обеспечивают ловкое управление движениями пальцев человека. Хотя необходим некоторый уровень независимого контроля, отдельные пальцы не могут двигаться полностью независимо (Kilbreath and Gandevia, 1994; Zatsiorsky et al., 1998; Häger-Ross and Schieber, 2000; Schieber and Santello, 2004), особенно в группах населения с неврологическими расстройствами. (Ланг и Шибер, 2003; Ли и др., 2013). Эти связанные движения пальцев могут возникать из-за механического сцепления и / или из-за неизбирательного нейронного контроля. Механическое соединение возникает из-за пассивных тканевых связей между сухожилиями руки и повторного разветвления сухожилий между пальцами (Malerich et al., 1987; von Schroeder et al., 1990; Leijnse et al., 1997). Дивергентные проекции кортикальных нейронов на несколько пулов мотонейронов по компартментам приводят к синхронизированной активации мотонейронов, иннервирующих множественные компартменты мышц пальцев (Зациорский и др., 2000; Кин и Фуглеванд, 2004а, б). Эти сложные анатомические структуры и стратегии нервного контроля создают проблемы для количественной оценки паттернов пространственной активации мышц-разгибателей при различных требованиях задачи.

Локализованная активация общего разгибателя пальцев была исследована посредством анализа рекрутирования моторных единиц (van Duinen et al., 2009) и анализа синхронизации разряда (Keen and Fuglevand, 2004a, b) с использованием фокальной внутримышечной электромиограммы (ЭМГ). ) записи.Однако общий пространственный паттерн активации мышцы-разгибателя digitorum communis во время разгибания отдельного пальца не был полностью охарактеризован, потому что локализация этих компартментов исключительно на основе анатомии проблематична. В частности, сухожильные структуры разгибателей различаются у разных людей (Zilber and Oberlin, 2004), и значительные перекрестные помехи неизбежны даже при тщательном размещении отдельных поверхностных электродов ЭМГ (Leijnse et al., 2008a). Используя методы регистрации поверхностной ЭМГ с высокой плотностью, недавнее исследование количественно оценило пространственное распределение мышц спины предплечья, включая разгибатели запястья, лучевые / локтевые девиаторы запястья и разгибатели пальцев (Gallina and Botter, 2013).Однако из-за ограничения области записи сеточных электродов была записана только часть мышцы-разгибателя digitorum communis, при этом исследовались только разгибания среднего, безымянного и мизинца. Кроме того, были протестированы только изометрические разгибания, и различные условия сокращения, такие как динамические сокращения (длина мышечно-сухожильного блока, которая может изменяться), могут вызывать различные степени сдвига в пространственном распределении мышечной активации.

Соответственно, цель настоящего исследования состояла в том, чтобы количественно составить карту общих паттернов активации всего разгибателя пальцев кисти, используя записи поверхностной ЭМГ с высокой плотностью (HD) во время различных условий сокращения мышц.Карта активации мышц на основе среднеквадратичного значения (RMS) ЭМГ, полученного из сетки электродов 7 × 9, была построена, когда испытуемые выполняли отдельные разгибания пальцев всех четырех пальцев руки, с разными уровнями усилий и при разных условиях ограничения пальцев. . Различные уровни усилия были протестированы, чтобы проверить, изменяются ли модели активации с прогрессивным задействованием мышцы. При различных условиях ограничения пальца пальцу позволяли свободно перемещаться (т.е., динамическое разгибание) или было ограничено (т. Глобальная пространственная карта активации общего разгибателя пальцев предоставляет информацию для локализации активных компартментов мышцы. Электродная сетка HD EMG позволяет нам отслеживать пространственную активацию (часто варьирующуюся) при выполнении различных задач и у разных людей без явного априорного знания конкретной активной области мышечных компартментов.Полученные данные также обеспечивают основу для понимания нарушения (т.е. уменьшения / потери индивидуального контроля пальцев) функции руки в клинических популяциях, таких как пациенты, перенесшие инсульт.

Материалы и методы

Участников

Десять неврологически интактных людей с правой доминантой (четыре мужчины, шесть женщин) вызвались принять участие в этом исследовании. ЭМГ-активность мышцы-разгибателя digitorum communis исследовали во время статического и динамического разгибания отдельных пальцев с разными уровнями усилия.Все участники дали информированное согласие через протоколы, одобренные институциональным советом по надзору при Управлении по защите человеческих субъектов Северо-Западного университета.

Процедуры

Участники сидели на стуле вертикально, их предплечье пронацировано на 90 °, опираясь на стол, а запястье — с отклонением 0 ° (радиальное или локтевое). Их ладонь опиралась на алюминиевую дуговую пластину 120 °, в результате чего запястье разгибалось на 30 °, а пальцы — на 60 ° сгибания вокруг пястно-фалангового сустава и сгибания на 0 ° или разгибания вокруг межфаланговых суставов.Во время эксперимента испытуемых просили разгибать индивидуальные пястно-фаланговые суставы либо свободно (динамическое состояние), либо в то время как их пальцы были скованы пластиковой доской (статическое состояние). Как в динамических, так и в статических условиях прирост уровня мышечного сокращения происходил самостоятельно с удобной скоростью для отдельных испытуемых. В динамических условиях испытуемые либо выполняли полное разгибание (~ 60 °), что называется большим усилием, либо они разгибали сустав (~ 30 °), пока их пальцы не стали горизонтальными параллельно поверхности стола, что называется низким усилием.В статических условиях они протягивали пальцы к пластиковой доске, прикладывая большие или малые усилия, и обеспечивалась визуальная обратная связь сигналов ЭМГ со всех каналов для определения уровня их усилий. Испытуемые также вытягивали все четыре пальца одновременно в качестве контроля (динамическое или статическое, высокое или низкое усилие) для каждого условия. Уровень усилий был количественно оценен с использованием среднего RMS сигналов ЭМГ, записанных по всем каналам. В каждом состоянии испытуемые были проинструктированы разгибать пальцы и поддерживать постоянное усилие в течение 5 секунд, и они повторили задачу трижды с 4-секундным периодом расслабления между сокращениями (рис. 1).Перед основной сессией тестирования испытуемые проходили тренировочные испытания, чтобы ознакомиться с задачей, чтобы убедиться, что они могут выполнять индивидуальное разгибание пальцев с разными уровнями усилий. Различные условия были рандомизированы внутри и между субъектами.

Рисунок 1. Размещение электродов и сигналы ЭМГ. (A) Электродная сетка 7 × 9 ЭМГ была помещена на кожу предплечья на основе анатомических ориентиров предплечья, и абсолютное межэлектродное расстояние не было однородным. (B) Организация сетки представлена ​​в относительной длине и окружности предплечья. (C) Показаны сегменты (150 мс) сигналов ЭМГ, записанных со всех электродов во время задачи разгибания четырех пальцев.

ЭМГ-активность была записана в мышцах предплечья, при этом поверхностный сетчатый электрод был сосредоточен на общем разгибателе пальцев. Также регистрировалась активность окружающих мышц и мышц-сгибателей, чтобы отслеживать возможное загрязнение сигнала и совместные сокращения мышц.Для стандартизации размещения электродов предплечье было разделено на семь равноотстоящих сегментов от локтевого отростка до шиловидного отростка локтевой кости. Перед установкой электродов кожа предплечья была выбрита и очищена абразивной спиртовой салфеткой (70% спирт + пемза), а затем обычной спиртовой салфеткой (70% спирт) для обеспечения высокого качества сигнала. В проксимально-дистальном центре каждого сегмента расположен ряд из девяти поверхностных электродов ЭМГ (монополярные электроды с записывающей поверхностью диаметром 1 мм и 1.Экранированные кабели длиной 5 м (TMSi) помещали на кожу с одинаковым межэлектродным расстоянием для каждого ряда (рис. 1). Относительно небольшая записывающая поверхность диаметром 1 мм уменьшает площадь записи и степень перекрестных помех по сравнению с обычной площадкой для поверхностного электрода сантиметрового масштаба (Helal and Bouissou, 1992; Farina and Merletti, 2001).

Поскольку окружность предплечья уменьшается от проксимального к дистальному концу, межэлектродное расстояние между рядами варьировалось. Положение электродов для каждого ряда фиксировалось с помощью эластичной ленты с равным расстоянием между электродами, чтобы гарантировать, что электроды покрывают всю окружность предплечья и надежный контакт электрода с кожей.При большей окружности резинка была растянута больше, чтобы покрыть окружность предплечья, а — наоборот . Электрод сравнения располагался над латеральным надмыщелком в локтевом суставе. 63 монополярных сигнала ЭМГ были усилены (Rafa, TMSi) с полосовым фильтром 5–1000 Гц, и данные были дискретизированы с частотой 2 кГц.

Анализ данных

ЭМГ-сигналов были подвергнуты полосовой фильтрации в автономном режиме (Баттерворт второго порядка, двойной проход, 20–400 Гц). Учитывая, что межэлектродное расстояние не было равномерным по всем записанным каналам, для дальнейшего анализа использовались монополярные ЭМГ-сигналы.Чтобы охарактеризовать пространственное распределение мышечной активации, среднеквадратичные значения (RMS) 63 каналов были рассчитаны в сетке 7 × 9 для каждого условия, а среднее значение трех повторений использовалось для получения карты RMS. Все карты RMS были построены на основе относительных размеров (т.е.% длины предплечья по вертикальной оси и% окружности предплечья по горизонтальной оси). Карты RMS были линейно интерполированы шесть раз по относительным размерам. Интерполяция выполнялась только для визуальных презентаций, а все последующие вычисления центроидов и SSD основывались на исходных неинтерполированных данных.Сигналы ЭМГ во время 5-секундного устойчивого состояния сокращения были проанализированы для расчета RMS. Чтобы уменьшить влияние фонового шума и спонтанной мышечной активности во время состояния покоя, среднеквадратичные значения всех каналов ЭМГ в активном состоянии вычитались из среднеквадратичного значения в течение 2 секунд состояния покоя. Координаты X (% от окружности предплечья) и Y (% от проксимально-дистальной длины предплечья) карты сетки RMS были рассчитаны для количественной оценки распределения активации (уравнения 1 и 2). Координаты Y рассчитывались как процент от проксимальных к дистальным ориентирам (0% на локтевом отростке и 100% на шиловидном отростке локтевой кости) предплечья.Координаты X были рассчитаны как процент от окружности предплечья (0% на медиальной стороне предплечья до сгибателя, затем до разгибателя и, наконец, до 100% на спине на медиальной стороне предплечья.

Cx = ∑i∑j (RMSij · xi) ∑i∑j (RMSij) (1) Cy = ∑i∑j (RMSij · yj) ∑i∑j (RMSij) (2)

Здесь C X и C y представляют координаты центроида в направлениях X и Y, RMS ij представляют i × j -й элемент в сетке 7 × 9 RMS, а x i и y j представляют координаты x и y (относительные размеры) i x j th элемент.

Учитывая компартментализацию общего разгибателя пальцев, вычисленный центроид может не демонстрировать достаточного разрешения, чтобы идентифицировать конкретный сдвиг распределений активации, потому что центроид дает только центр распределения, а различные формы распределения могут давать идентичный центроид. В качестве альтернативы мы рассчитали сумму квадратов разницы (SSD) нормализованного RMS между различными условиями (разгибание четырьмя пальцами по сравнению с разгибанием отдельного пальца, динамическое против разгибания).статические условия, а также условия высокой и низкой усадки; Уравнение 3). SSD между отдельными пальцами и разгибаниями с четырьмя пальцами был рассчитан для оценки разницы в шаблонах пространственной активации EDC между одним пальцем и всеми разгибаниями с четырьмя пальцами. SSD (динамические и статические условия) был рассчитан для проверки возможных различий активации EDC в этих двух различных условиях ограничения пальца. SSD (высокие и низкие сокращения) рассчитывали для оценки разницы в активации при разных уровнях мышечного сокращения.

SSD = i∑j (nRMSA − nRMSB) 2∑i∑j (nRMSA − nRMSB) 2 · 100% (3)

Здесь SSD представляет собой сумму квадратов разности в нормализованной сетке RMS (с максимальным элементом, нормализованным к единице). Карты RMS были нормализованы относительно собственных максимальных значений. Если две нормализованные карты RMS идентичны, SSD будет равен нулю. SSD увеличивается по мере того, как две карты RMS начинают различаться, и две случайные сетки RMS приводят к 100, nRMS A представляет собой нормализованную сетку RMS в условиях растяжения с четырьмя пальцами, динамических или сильных сжатий и nRMS. B представляет собой нормализованное среднеквадратичное значение в условиях разгибания отдельного пальца, статики или слабого сокращения.Расчет SSD может фиксировать различия в конкретном пространственном распределении, особенно в форме распределения. Таким образом, индекс SSD более чувствителен, чем индекс центроида при количественной оценке изменений конкретных форм активации.

Что касается вычислений центроида и SSD, мы включили RMS всех 63 каналов, которые могут учитывать нежелательную низкоуровневую коактивацию других мышц или мышечных отделов. Этот комплексный подход также позволяет точно оценить общий уровень мышечной активации при условии, что не используется очень большое количество каналов.Однако, когда очень ограниченное количество каналов регистрирует ЭМГ-активность из большого количества каналов сетки, расчетный уровень активации может быть минимальным из-за смещения большого количества неактивных каналов. В качестве альтернативы можно выбрать «активные» каналы (например, с помощью кластерного анализа; Vieira et al., 2010) и просто сосредоточиться на региональной мышечной активности с активацией высокого уровня. Этот подход сегментации каналов может ограничить влияние неактивных каналов (подходящих для очень большого количества каналов сетки) или каналов, которые зарегистрировали низкоуровневую активацию мышц.Однако одной из целей нашего текущего исследования было изучить влияние потенциально низкоуровневой коактивации других мышц и / или мышечных отделов. Мы поместили электроды по всему предплечью, покрывая как разгибатели, так и сгибатели, чтобы отследить влияние нежелательных мышечных активаций на оценку активации отдельного компартмента разгибателя пальцев кисти, и поэтому для расчета использовались ЭМГ-активности всех каналов. .

Статистический анализ

Предполагая нормальное распределение, повторяющиеся измерения. Трехсторонний [ограничение пальца (два уровня) × уровень усилия (два уровня) × участие пальца (пять уровней)] был проведен дисперсионный анализ (ANOVA) для средних RMS-значений в различных условия ограничения пальцев и разные уровни активации мышц с использованием разных пальцев с нулевой гипотезой о том, что не было обнаружено различий в RMS-значениях в этих различных условиях.Тест Мочли использовался для проверки сферичности (однородности дисперсий), а поправка Гринхауса-Гейссера использовалась для изменения степеней свободы, когда тест сферичности был значимым. При необходимости использовали post hoc парных множественных сравнений с методом коррекции Тьюки. Та же процедура трехфакторного дисперсионного анализа была выполнена для координат X и Y центроидов и SSD между задачей разгибания четырех пальцев и задачами разгибания отдельных пальцев. Наконец, повторяющиеся измерения. Двусторонний дисперсионный анализ был выполнен для значений SSD между динамическими и статическими условиями [уровень усилия (два уровня) × вовлеченность пальцев (пять уровней), рис. 5B], а также между условиями высокого и низкого усилия [палец ограничение (два уровня) × вовлечение пальца (пять уровней), рис. 5C] во время различных индивидуальных заданий на разгибание пальца. Post hoc использовали попарные множественные сравнения с методом коррекции Тьюки, когда основной эффект был значительным. В тесте использовалось значительное значение p , меньшее 0,05.

Результаты

Уровень активации мышц

Уровни активации разгибателя пальцев общего пальца, оцененные по средним RMS-значениям по 63 каналам, показаны на рисунке 2. Наивысшее среднее RMS-значение (во время разгибания четырьмя пальцами с большим усилием) у субъекта использовалось для нормализации среднего RMS. -значение, потому что RMS-значение значительно различается по предметам.Как и ожидалось, уровень мышечной активации был значительно выше во время разгибания пальцев с большим усилием, чем в условиях с низким усилием [ F (1, 9) = 34,91, p = 0,001]. Не было обнаружено значимых взаимодействий ( p > 0,05) между пальцем (отдельные пальцы против всей руки), уровнем усилия, (высокое против низкого) и пальцем-ограничением (динамическое против статического). Была очевидна значительная разница в среднеквадратичных значениях при разных пальцевых задачах [ F (4, 36) = 29.26, p = 0,001]. Апостериорный анализ показал, что RMS был выше в задаче с четырьмя пальцами по сравнению со всеми заданиями на отдельные пальцы ( p <0,05), и что RMS в разгибании мизинца был ниже, чем RMS в указательном и безымянном пальцах. задания на расширение ( p <0,05). Уровень активации существенно не отличался между динамическими и статическими задачами на разгибание [ F (1, 9) = 0,24, p = 0,64].

Рисунок 2.Среднее RMS в каждой сетке в разных задачах . Планки погрешностей представляют собой стандартные ошибки между испытуемыми.

Распределение активации Extensor Digitorum Communis

Типичные распределения мышечной активации, когда разные пальцы разгибаются в динамических условиях и в условиях высоких усилий, показаны на рисунке 3. Центроиды RMS показаны скрещенными кружками. Когда четыре пальца разгибались одновременно (рис. 3А), весь общий разгибатель пальцев был активным. Однако, когда отдельные пальцы разгибались отдельно (рис. 3В), отдельные области разгибателя пальцев избирательно активировались, причем указательный палец находился в наиболее дистальной области, средний палец — в наиболее проксимальной области, а безымянный и мизинец — между ними.Такие отдельные области активации позволяют обнаруживать анатомические местоположения разгибателей пальцев при управлении отдельными разгибаниями пальцев.

Рис. 3. Примерная карта среднеквадратичного значения (RMS) отдельного пальца и четырехпальцевых удлинений . Карты RMS, основанные на монополярных сигналах ЭМГ, были показаны в относительных размерах. (A) RMS-карта в задаче разгибания с четырьмя пальцами. (B) RMS карты в индивидуальных задачах разгибания пальцев. Метки центроида также отображаются на карте RMS.Обратите внимание, что цветовая кодировка масштабируется индивидуально для каждой карты.

Расположение центроида в различных условиях задачи показано на рисунке 4. Координата Y центроида (рисунок 4A) показала, что центроид указательного пальца был близок к 60% от отростка олекранона, тогда как центроид среднего палец находился на ~ 30% от отростка локтевого отростка. Центроиды безымянного пальца и мизинца находились на 40–50% от локтевого отростка. При высоком усилии сокращения и условиях динамического сокращения центроиды разгибания безымянного и мизинца, а также разгибания четырех пальцев имели тенденцию смещаться к проксимальному концу, тогда как центроид разгибания среднего пальца имел тенденцию смещаться к дистальному концу. .Двусторонний дисперсионный анализ показал значимое взаимодействие палец × , уровень усилий [ F (4, 36) = 6,03, p = 0,001] и палец × ограничение взаимодействие [ F (4, 36) = 2,93, p = 0,034]. Центроиды указательного пальца были значительно ниже (более дистально), чем остальные пальцы ( p, <0,05), а центроиды среднего пальца были значительно выше (более проксимально), чем остальные пальцы ( p. <0.05). Центроиды безымянного пальца в статических условиях и динамическом низком состоянии были выше, чем центроиды мизинца ( p <0,05).

Рис. 4. Расположение центроидов X и Y RMS в различных задачах. (A) Координата Y центроида в продольном направлении была рассчитана как процент длины предплечья от локтевого отростка (0%) до шиловидного отростка (100%) локтевой кости. Планки погрешностей представляют собой стандартные ошибки между испытуемыми. (B) Координата X центра тяжести в окружном направлении была рассчитана как процент окружности предплечья от лучевого сгибателя до локтевого сгибателя (0% на медиальной стороне предплечья до сгибателя, затем до разгибателя и до 100% на медиальной стороне предплечья).

Координата X центроидов показана на рисунке 4B. Была очевидна значительная разница центроидов между пальцами [ F (4, 36) = 16,49, p = 0.001] и значительный уровень усилий × ограничение взаимодействия [ F (1, 9) = 19,10, p = 0,002]. Центроид среднего пальца был ближе к локтевой стороне по сравнению с другими пальцами ( p <0,05). Центроид безымянного пальца был ближе к радиальной стороне, чем у других пальцев ( p <0,05). В индивидуальных задачах на разгибание пальцев центр тяжести во время динамического сокращения с высоким усилием был ближе к локтевой стороне по сравнению с другими задачами ( p <0.05), а центроиды во время статического сокращения среднего и безымянного пальцев с низким усилием были ближе к радиальной стороне по сравнению с другими задачами ( p <0,05).

Различия в активации между условиями задачи

Учитывая неоднородность активации общего разгибателя пальцев, центроид может быть недостаточно чувствительным, чтобы идентифицировать специфический сдвиг форм распределения активации. Чтобы лучше количественно оценить разницу в активации, мы рассчитали сумму квадратов разницы (SSD) в нормализованном среднеквадратичном значении между различными условиями задачи (рисунок 5).Когда SSD между разгибанием с четырьмя пальцами и разгибанием отдельного пальца был рассчитан для оценки разницы в паттернах пространственной активации разгибателя большого пальца между одним пальцем и всеми разгибаниями с четырьмя пальцами (рис. 5A), ~ 22–36% разницы было обнаружено в разгибание указательного пальца и ~ 40% разницы было обнаружено в разгибании среднего пальца. Напротив, только около 12–23% разницы было обнаружено в разгибаниях безымянного пальца и мизинца. ANOVA выявил значимое палец × ограничение взаимодействия [ F (3, 27) = 9.20, p = 0,001], и на SSD не влиял уровень усилий [ F (1, 9) = 1,11, p = 0,32]. В задачах на разгибание указательного и мизинца SSD был значительно больше в динамике, чем при статическом сокращении ( p <0,05).

Рисунок 5. Сумма квадратов разности (SSD) между нормализованными картами RMS для разных задач . Карты RMS были нормализованы относительно собственных максимальных значений. (A) SSD между разгибанием четырех пальцев и разгибанием отдельных пальцев в различных условиях.Планки погрешностей представляют собой стандартные ошибки между испытуемыми. (B) SSD между динамическими и статическими расширениями в высоких и низких условиях. (C) SSD между высокими и низкими расширениями в динамических и статических условиях.

Влияние ограничений пальцев (динамических и статических) на паттерны активации было дополнительно исследовано в задачах разгибания пальцев, чтобы проверить возможные различия активации разгибателей пальцев в этих двух различных условиях ограничения пальцев (рис. 5B).SSD между динамическим и статическим сжатием колеблется от 5,2 до 11,6%. Значительный эффект был обнаружен между отдельными пальцами [ F (4, 36) = 2,64, p = 0,049]. SSD в расширении индекса был значительно выше, чем в расширении кольца ( p <0,05). Однако на SSD не повлиял уровень усилий [ F (1, 9) = 2,78, p = 0,13].

Влияние уровней усилий на паттерны активации также было исследовано в задачах разгибания пальцев, чтобы оценить разницу в активации на разных уровнях мышечного сокращения (рис. 5C).SSD между сокращениями с низким и высоким усилием варьировался от 4,4 до 10,9%. Значительный эффект был обнаружен между отдельными пальцами [ F (4, 36) = 3,70, p = 0,013]. SSD в разгибании указательного пальца был значительно выше, чем разгибание безымянного пальца, мизинца и четырех пальцев ( p <0,05). SSD не различались в двух разных условиях ограничения [ F (1, 9) = 0,036, p = 0,86].

Обсуждение

Цель этого исследования состояла в том, чтобы геометрически количественно оценить глобальные пространственные паттерны активации на основе записанной поверхностной ЭМГ HD разгибателя пальцев общего разгибателя во время отдельных разгибаний пальцев при различных условиях задания.Мы обнаружили, что рассчитанная карта активации общего разгибателя пальцев была наиболее отчетливой при разгибании указательного и среднего пальцев; однако области активации не были хорошо разделены во время разгибания безымянного пальца и мизинца. Карта пространственной активации была относительно последовательной на разных уровнях мышечного сокращения и при разных условиях ограничения пальцев. В соответствии с более ранним исследованием (Gallina and Botter, 2013) мы также обнаружили, что отдельные паттерны активации лучше разделяются в проксимально-дистальном направлении, чем в радиально-локтевом направлении, отчасти из-за анатомической ориентации мышцы-разгибателя.В целом, наши вычисленные карты пространственной активации мышцы-разгибателя предоставляют информацию для идентификации локальных активных областей мышцы-разгибателя пальцев общего пальца во время разгибания пальцев.

Избирательная активация отделов разгибательных мышц

И механический, и нервный порабощающие эффекты ограничивают индивидуальное движение пальцев. Например, juncturae teninum, узкие полосы пассивной ткани, соединяет четыре сухожилия разгибателя пальцев кисти, которые перераспределяют силы мышц-разгибателей и ограничивают индивидуальные движения пальцев (von Schroeder et al., 1990; Кин и Фуглеванд, 2003). Общие входы в разные отделы мышцы-разгибателя также разгибают несколько пальцев одновременно (Keen and Fuglevand, 2004a, b; van Duinen et al., 2009). Эти порабощения сделали анатомически различные мышечные компартменты менее информативными. Недавно была предпринята попытка количественно оценить паттерны активации компартментов разгибателя пальцев кисти путем тщательного размещения индивидуальных поверхностных электродов ЭМГ на основе анатомических компартментов, полученных с помощью данных трупа, и был сделан вывод, что записанные перекрестные помехи из соседних компартментов могут достигать более 53 % (который представляет собой количество ЭМГ, записанного с соседнего электрода относительно ЭМГ, записанного непосредственно над целевой мышцей; Leijnse et al., 2008а).

Избирательная активация разгибателя пальцев кисти изучалась посредством анализа кинематики пальцев и производства конечной силы как на людях, так и на животных моделях (Häger-Ross and Schieber, 2000; Zatsiorsky et al., 2000; Lang and Schieber, 2003; Schieber and Santello, 2004), а также посредством анализа моделей синхронизации рекрутирования и разряда моторных единиц (Keen and Fuglevand, 2004a, b; van Duinen et al., 2009). Наши результаты в текущем исследовании расширяют предыдущие выводы и предоставляют информацию о глобальных паттернах пространственной активации мышцы-разгибателя.В частности, мы обнаружили, что указательный и средний пальцы имеют наиболее отчетливые паттерны активации по сравнению с другими разгибаниями пальцев. Этот вывод согласуется с порабощением кинематики пальцев и результатов производства силы на кончиках пальцев (Häger-Ross and Schieber, 2000; Zatsiorsky et al., 2000), которые показывают, что указательный и средний пальцы имеют большую степень индивидуализации по сравнению с пальцами. мизинец и безымянный пальцы. Менее характерные паттерны мышечной активации во время разгибания мизинца и безымянного пальца могут возникать из-за более высокого уровня общей активности в компартментах, что количественно определяется синхронностью запуска моторных единиц (Keen and Fuglevand, 2004a).Кроме того, отсеки, управляющие разгибанием мизинца и безымянного пальца, меньше по размеру и анатомически расположены близко друг к другу по сравнению с отсеками указательного и среднего пальцев, и только девятиэлектродная лента использовалась для записи мышц разгибателей и сгибателей.

Возможно, что матрица электродов ЭМГ, используемая в этом исследовании, не имеет разрешения (см. Дальнейшее обсуждение в разделе «Ограничения исследования») для захвата различных паттернов активации отделов мизинца и безымянного пальца и других небольших изменений в активации. шаблоны между задачами.Однако, используя сетку 16 × 8 (с фиксированным расстоянием между электродами 8 мм), чтобы покрыть только общий разгибатель пальцев в предварительном исследовании, мы обнаружили, что общий паттерн активации все еще не различен между разгибаниями мизинца и безымянного пальца. Недавнее исследование с использованием 128 сеточных электродов также показало аналогичные модели активации при разгибании мизинца и безымянного пальца (Gallina and Botter, 2013). Следовательно, маловероятно, что подобные картины активации возникли из-за записывающей сетки с большим межэлектродным расстоянием.

В соответствии с более ранним исследованием с использованием сетчатых электродов с высокой плотностью (Gallina and Botter, 2013), мы также обнаружили, что области активации организованы более отчетливо в проксимально-дистальном направлении, а не в радиально-локтевом направлении, как было обнаружено. в исследованиях трупов (von Schroeder and Botte, 1995; Leijnse et al., 2008b). Такая радиально-локтевая организация также использовалась для направления иглы при внутримышечных записях (Keen and Fuglevand, 2004b; van Duinen et al., 2009; Birdwell et al., 2013). Потенциальное несоответствие (радиально-локтевая организация в исследованиях трупов по сравнению с проксимально-дистальной организацией в записях ЭМГ) может происходить из-за того, что мышца-разгибатель представляет собой цилиндрическую мышцу, ориентированную вдоль предплечья, и разные отделы не идут параллельно но пучки имеют косое перекрытие между компартментами (Leijnse et al., 2008b). Следовательно, разрешение локализации различных областей активации выше в проксимально-дистальном направлении.

Кроме того, в нашем исследовании были обнаружены безымянный, указательный или мизинец, а также средний палец в порядке организации различных отделов от лучевой до локтевой. Напротив, организация, основанная на исследовании трупов (Leijnse et al., 2008b), следовала порядку указательного, среднего, безымянного и мизинца. Различный порядок частично может происходить из-за разных конфигураций рычагов. А именно, предплечье было пронаировано на 90 ° в нашем эксперименте, но супинировано на 90 ° в исследовании на трупе. Различия в конфигурации рук могут изменять порядок дистальных сухожилий и некоторой дистальной части мышцы-разгибателя вокруг оси окружности предплечья, что приводит к различному эффекту упорядочения.Этот сдвиг порядка может также происходить из-за коактивации на низком уровне нежелательных отделов общего разгибателя пальцев или даже мышц-сгибателей. Сообщается о сильном порабощающем эффекте, особенно при активации безымянного пальца (van Duinen et al., 2009).

Влияние уровня усилия и ограничения мышц

Когда испытуемые разгибали пальцы с разными уровнями усилия (или мышечного сокращения) и при разных условиях ограничения пальцев (статические и динамические), карта активации мышц была относительно согласованной в разных условиях, и, как правило, <10% различий наблюдались в расчеты SSD (рисунок 5).Возможно, конфигурации электродов, использованные в текущем исследовании, были недостаточно плотными для обнаружения сдвигов активации мышц (см. Дальнейшее обсуждение в разделе «Ограничения исследования»), и более плотно распределенный электродный массив, чем наша текущая конфигурация электродов, может помочь в этом. лучше фиксировать потенциально измененные шаблоны активации для разных задач. Однако система смогла зафиксировать небольшой, но постоянный сдвиг центра тяжести активации (рис. 4А) при высоких уровнях сокращений, а также при динамических сокращениях.

Сдвиг в сторону проксимального сухожилия может быть в значительной степени из-за большей степени укорочения мышечного живота вместе с удлинением дистальных сухожилий во время более высоких уровней сокращения мышц и особенно во время динамических сокращений с высокими усилиями. Сдвиг центроида активации среднего пальца в сторону дистального сухожилия может частично возникать из-за удлинения проксимальных сухожилий и укорочения живота мышцы, потому что центроид среднего пальца расположен на самом проксимальном конце разгибателя пальцев кисти и растягивается. дистального сухожилия мало повлияло на смещение центроида.Кроме того, более раннее исследование показало, что эффект порабощения (рекрутирование моторных единиц в нежелательных компартментах) увеличивается с уровнем силы (van Duinen et al., 2009). Таким образом, повышенная совместная активация множества компартментов также может способствовать смещению центроидов при высоких уровнях сокращения. Наконец, возможное неравномерное распределение моторных единиц с разными порогами рекрутирования может вносить вклад в такие небольшие сдвиги областей активации. Неравномерное распределение двигательных единиц в проксимально-дистальном направлении наблюдается в двуглавой мышце плеча и прямой мышце бедра (Jennekens et al., 1971; Холтерманн и др., 2005).

Ограничения исследования

Одним из направлений нашего текущего исследования было изучение потенциального влияния низкоуровневой коактивации различных мышечных отделов общего разгибателя пальцев и других мышц, включая сгибатели пальцев, на двигательную активность. Мы поместили электроды по всему предплечью, покрывая как разгибатели, так и сгибатели, чтобы регистрировать любые возможные мышечные активации. Однако из-за ограничений канала нашей записывающей системы покрытие всей руки привело к тому, что расстояние между электродами было относительно большим (примерно в диапазоне 17–30 мм).Эта запись с низким разрешением (с пространственной выборкой ниже пространственной частоты Найквиста) может исказить наши оценки карты RMS в различных условиях задачи и, следовательно, смещать предполагаемые центроиды и значения SSD в наших результатах.

Последствия

Информация, полученная из глобальной пространственной карты активации мышцы-разгибателя, имеет несколько потенциальных последствий. Во-первых, в сочетании с анатомическими особенностями различных компартментов, карта избирательной активации разгибателя пальцев кисти может быть использована в качестве руководства для теоретических исследований, изучающих фокусированную активацию компартментов разгибателей.Предыдущие исследования изучали паттерны добровольного набора и разряда двигательных единиц в разных компартментах (Keen and Fuglevand, 2004a; van Duinen et al., 2009), а также паттерны активации посредством внутринейральных микростимуляций (Keen and Fuglevand, 2004b). Однако установка электрода в первую очередь основана на анатомическом радиально-локтевом расположении мышцы-разгибателя. Наше текущее исследование показывает, что организация компартментов более отчетлива в проксимально-дистальном направлении, чем в радиально-локтевом направлении.Такая информация может помочь нам лучше локализовать мышечные компартменты и дать более точную информацию об активационных взаимодействиях между компартментами.

Во-вторых, локализация конкретных областей активации мышц также может быть полезной для прикладных исследований. Например, специфическая для пальцев нейронная информация может способствовать естественному управлению моторизованными протезами рук с несколькими контролируемыми степенями свободы (Birdwell et al., 2013), а информация о пространственных характеристиках мышечной активации также может использоваться для повышения устойчивости. протезного контроля (Stango et al., 2014). Точно так же пространственный паттерн активации также можно использовать в качестве источника запуска для облегчения индивидуального движения пальцев у людей с нервно-мышечными расстройствами (Maneski et al., 2013; Taheri et al., 2014).

Выводы

Используя записи ЭМГ высокого разрешения, мы количественно оценили глобальные пространственные паттерны активации всей мышцы-разгибателя пальцев в отдельных разгибаниях пальцев с разными уровнями мышечного сокращения и условиями мышечного ограничения. Информация о пространственной активации предоставляет средства для локализации специфичных для пальцев компартментов коммунистического разгибателя пальцев.Однако необходимы дополнительные исследования, потенциально на уровне пула моторных единиц, чтобы лучше понять стратегии нейронной активации многокомпонентных мышц.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

Бердвелл, Дж. А., Харгроув, Л. Дж., Куикен, Т. А., и Вейр, Р.Ф. (2013). Активация отдельных внешних мышц большого пальца и отделов внешних мышц пальцев. J. Neurophysiol. 110, 1385–1392. DOI: 10.1152 / jn.00748.2012

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фарина Д. и Мерлетти Р. (2001). Новый подход к точному моделированию сигнала ЭМГ, регистрируемого поверхностными электродами. IEEE Trans. Биомед. Англ. 48, 637–646. DOI: 10.1109 / 10.923782

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Галлина, А., и Боттер А. (2013). Пространственная локализация электромиографических распределений амплитуды, связанных с активацией тыльных мышц предплечья. Фронт. Physiol. 4: 367. DOI: 10.3389 / fphys.2013.00367

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хэгер-Росс, К. и Шибер, М. Х. (2000). Количественная оценка независимости движений пальцев человека: сравнение цифр, рук и частот движений. J. Neurosci. 20, 8542–8550.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Хелал, Дж.Н. и Буиссу П. (1992). Эффект пространственной интеграции поверхностного электрода, обнаруживающего миоэлектрический сигнал. IEEE Trans. Биомед. Англ. 39, 1161–1167. DOI: 10.1109 / 10.168695

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Holtermann, A., Roeleveld, K., and Karlsson, J. S. (2005). Неоднородности в активации мышц выявляют рекрутирование моторных единиц. J. Electromyogr. Кинезиол. 15, 131–137. DOI: 10.1016 / j.jelekin.2004.09.003

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Jennekens, F.Г., Томлинсон Б. Э. и Уолтон Дж. Н. (1971). Данные о распределении типов волокон в пяти мышцах конечностей человека. Исследование вскрытия. J. Neurol. Sci. 14, 245–257. DOI: 10.1016 / 0022-510X (71) -2

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кин, Д. А., Фуглеванд, А. Дж. (2003). Роль межсухожильных связей в распределении силы в мышцах-разгибателях пальцев рук. Мышечный нерв 28, 614–622. DOI: 10.1002 / mus.10481

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кин, Д.A., и Fuglevand, A.J. (2004a). Общий вход в двигательные нейроны, иннервирующие один и тот же или разные отделы мышцы-разгибателя пальцев человека. J. Neurophysiol. 91, 57–62. DOI: 10.1152 / jn.00650.2003

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кин, Д. А., Фуглеванд, А. Дж. (2004b). Распределение силы двигательных единиц в разгибателях пальцев человека, оцениваемое с помощью усреднения, запускаемого спайком, и внутринейральной микростимуляции. J. Neurophysiol. 91, 2515–2523. DOI: 10.1152 / jn.01178.2003

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Килбрит, С. Л., и Гандевия, С. К. (1994). Ограниченное независимое сгибание большого пальца и пальцев у людей. J. Physiol. 479 (Pt 3), 487–497. DOI: 10.1113 / jphysiol.1994.sp020312

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ланг, К. Э., и Шибер, М. Х. (2003). Дифференциальное нарушение индивидуальных движений пальцев у людей после повреждения моторной коры или кортикоспинального тракта. J. Neurophysiol. 90, 1160–1170. DOI: 10.1152 / jn.00130.2003

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, С. В., Триандафилу, К., Лок, Б. А., и Кампер, Д. Г. (2013). Нарушение модуляции координации мышц при выполнении конкретной задачи коррелирует с тяжестью поражения кисти после инсульта. PLoS ONE 8: e68745. DOI: 10.1371 / journal.pone.0068745

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Leijnse, J.Н., Кэмпбелл-Кюрегян, Н. Х., Спектор, Д., Кесада, П. М. (2008a). Оценка активности отдельных мышц пальцев в общем разгибателе пальцев с помощью поверхностной ЭМГ. J. Neurophysiol. 100, 3225–3235. DOI: 10.1152 / jn.

.2008

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лейнсе, Дж. Н., Картер, С., Гупта, А., и МакКейб, С. (2008b). Анатомическая основа индивидуальной поверхностной ЭМГ и гомогенной электростимуляции с нейропротезами коммунистического разгибателя пальцев. J. Neurophysiol. 100, 64–75. DOI: 10.1152 / jn.00706.2007

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лейнсе, Дж. Н., Валбим, Э. Т., Сонневельд, Г. Дж., Ховиус, С. Э. и Кауэр, Дж. М. (1997). Соединения между сухожилиями глубокой мышцы сгибателя пальцев, вовлекающие синовиальные влагалища в канал запястья. Acta Anat. (Базель) 160, 112–122. DOI: 10.1159 / 000148003

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Малерих, М.М., Бэрд, Р. А., Макмастер, В., и Эриксон, Дж. М. (1987). Допустимые пределы продвижения сухожилия глубокого сгибателя пальцев — анатомическое исследование. J. Hand Surg. Являюсь. 12, 30–33. DOI: 10.1016 / S0363-5023 (87) 80156-9

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Манески, Л. З., Малешевич, Н. М., Савич, А. М., Келлер, Т., и Попович, Д. Б. (2013). Низкочастотная асинхронная стимуляция с поверхностным распределением задерживает утомление стимулируемых мышц. Мышечный нерв 48, 930–937.DOI: 10.1002 / mus.23840

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Станго А., Негро Ф. и Фарина Д. (2014). Пространственная корреляция сигналов ЭМГ высокой плотности обеспечивает функции, устойчивые к количеству электродов и сдвигу в распознавании образов для миоконтроля. IEEE Trans. Neural Syst. Rehabil. Англ. 23, 189–198. DOI: 10.1109 / TNSRE.2014.2366752

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тахери, Х., Роу, Дж. Б., Гарднер, Д., Чан, В., Грей, К., Бауэр, К. и др. (2014). Разработка и предварительная оценка реабилитационного робота FINGER: управление проблемами и количественная оценка индивидуализации пальцев во время музыкальной компьютерной игры. J. Neuroeng. Rehabil. 11:10. DOI: 10.1186 / 1743-0003-11-10

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

ван Дуинен, Х., Ю, В. С. и Гандевиа, С. К. (2009). Ограниченная способность независимо разгибать пальцы руки человека с помощью разгибателя пальцев. J. Physiol. 587, 4799–4810. DOI: 10.1113 / jphysiol.2009.177964

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Виейра, Т. М., Мерлетти, Р., Месин, Л. (2010). Автоматическая сегментация изображений поверхностной ЭМГ: улучшение оценки нервно-мышечной активности. J. Biomech. 43, 2149–2158. DOI: 10.1016 / j.jbiomech.2010.03.049

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

фон Шредер, Х. П. и Ботте, М.Дж. (1995). Анатомия сухожилий разгибателей пальцев: вариации и множественность. J. Hand Surg. Являюсь. 20, 27–34. DOI: 10.1016 / S0363-5023 (05) 80053-X

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Зациорский В. М., Ли З. М., Латаш М. Л. (1998). Скоординированное производство силы в задачах с несколькими пальцами: взаимодействие пальцев и моделирование нейронной сети. Biol. Киберн. 79, 139–150. DOI: 10.1007 / s004220050466

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Зильбер, С., и Оберлин, К. (2004). Анатомические вариации сухожилий разгибателей пальцев над тыльной стороной кисти: исследование 50 рук и обзор литературы. Пласт. Реконстр. Surg. 113, 214–221. DOI: 10.1097 / 01.PRS.00000.86851.9C

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

упражнений на разгибание пальцев | SportsRec

Вы каждый день используете пальцы, чтобы хватать и переносить вещи, что в значительной степени зависит от сгибания пальцев. Мышцы, используемые для сгибания пальцев, часто сильнее и развиты, чем мышцы, отвечающие за разгибание пальцев.Но мышцы разгибания не менее важны, чем мышцы сгибания; без них невозможно было бы вообще разжать руку, чтобы что-то схватить. Упражнения помогут укрепить эти мышцы и улучшить разгибание пальцев.

Number Five

Это упражнение отлично подходит для разогрева мышц разгибания пальцев при одновременном обеспечении полного диапазона движений. Начните с согнутых и расслабленных пальцев в свободном кулаке. Как можно быстрее и мощнее вытяните пальцы как можно шире.Представьте, что вы в кого-то поливаете водой; это движение, которое вы должны имитировать в этом упражнении. Выполните упражнение по 5-10 раз каждой рукой.

Подтяжка пальцев

Упражнение на подтяжку пальцев укрепляет разгибатели пальцев и улучшает координацию. Положите руку на стол. Начиная с указательного пальца, поднимайте и опускайте пальцы один за другим. Поднимите каждый палец как можно выше, при этом остальные прижаты к столу. Чтобы улучшить координацию, выполняйте подъем пальцев одновременно обеими руками.Повторите упражнение два-три раза.

Сопротивление разгибанию

Разгибание пальцев, преодолевая сопротивление, развивает мышцы, отвечающие за движение. Сложите пальцы вместе и согните их к большому пальцу. Удерживая их в таком положении, оберните их толстой резинкой. Работайте против сопротивления браслета, чтобы растянуть пальцы. Повторите разгибание по 10 раз каждой рукой.

Обратная походка фермера

Это упражнение улучшит силу и выносливость ваших мышц-разгибателей.Найдите большую банку с заостренным верхом и наполните ее водой или песком. Поместите руку в банку и прижмите пальцы к стенкам, чтобы баночка оставалась у вас в руке. Идите или стойте на месте как можно дольше, держа банку в руке. Когда ваши мышцы утомятся, снимите банку и отдохните. Повторите упражнение два-три раза, каждый раз стараясь сделать больше, чем в предыдущий раз.

Демистификация ручного экзамена — Блог NUEM

Комментарий эксперта

Оценка травмы руки требует понимания анатомии и функций, связанных с этой анатомией.Системный подход помогает, так как боль, кровотечение, интоксикация и страх могут повлиять на осмотр верхних конечностей. Рекомендуется начать с оценки деформации, изменения цвета и ран. Попросите пациента сжать кулак, а затем разжать его, чтобы направить вас к проблемной зоне. Проверьте сгибание и разгибание запястья. Оцените разгибание каждого пальца. Оцените сгибание и разгибание большого пальца IP. Оцените FDP и FDS каждого пальца. Проверьте знак ОК, скрестите пальцы (указательный и средний), широко разведите пальцы и вытяните их, чтобы не сопротивляться.Проверьте общую чувствительность кончиками пальцев и тыльной стороной ладони. Если вы будете делать это каждый раз, вы вряд ли пропустите серьезную травму. На основе результатов общего осмотра руки вы можете локально проверить любые проблемные области.

Определение адекватной перфузии, часто с помощью клинического обследования (цвет, температура, тургор и т. Д.), Имеет решающее значение. Использование пульсоксиметра на поврежденном пальце может помочь идентифицировать угрожающие цифры до того, как станет очевидной клиническая ишемия или венозный застой. Допплеровское исследование каждого цифрового сосуда — еще один полезный инструмент оценки.

Всегда учитывайте анатомию от проксимального до дистального и подбирайте очаговое обследование в зависимости от уровня травмы. Например, если у пациента травма запястья, проверка сгибания пальца не даст никакой информации о срединном нерве. Уровень травмы помогает определить, какие дополнительные компоненты экзамена вам необходимо выполнить, чтобы получить полную картину, как указано в различных обсуждениях между случаями 1 и 3 выше.

Сенсорное обследование часто бывает сложной задачей, особенно при травмах пальцев.Боль может отвлекать, а отек может вызывать сенсорные изменения. Тест на мягкую острую чувствительность (укол булавкой) является полезным дополнением к цифровому сенсорному исследованию, особенно если травмирована только одна сторона, и вы пытаетесь выяснить, не поврежден ли цифровой нерв. Кроме того, если пациенту наложили жгут в поле, он может пройти аномальное сенсорное обследование (или даже функциональное обследование, в зависимости от продолжительности ишемии), даже если все структуры не повреждены.

И, хотя это может быть очевидным напоминанием, всегда документируйте тщательное сенсорное исследование, прежде чем применять местную анестезию.

Максимальный хват: тренируйте мышцы-разгибатели!

Вы могли прочитать это (по-французски) в предыдущих статьях La Fabrique Verticale: при лазании, во время разминки или физических тренировок следует обращать внимание на мышцы-антагонисты (разгибатели запястья и пальцев, внешние вращатели рук…). Действительно, нужно избегать травм. Но знаете ли вы, что вы можете задействовать силу хвата при тренировке разгибателей предплечья? Это главный результат японского исследования 2011 года, опубликованного в
European Journal of Applied Physiology.

Gripping: как это работает?

Захват имеет сложный механизм, в котором сила создается за счет совместного сокращения сгибателей и разгибателей предплечья. Эти мышцы активируются одновременно, чтобы удерживать запястье устойчиво под оптимальным углом: максимальная сила захвата достигается в диапазоне разгибания от 20 ° до 45 °.

Один вопрос: какова оптимальная синергия между сгибателями и разгибателями? Мы имеем в виду: каков идеальный паттерн активации разгибателей, который приводит к максимальной силе захвата?

Целью Ryota Shimose, Atsuhiko Matsunaga и Masuo Muro (Токийский университет) было исследовать, влияет ли увеличение разгибателя предплечья при изометрической тренировке разгибания запястья на силу захвата.

Устройства, используемые для тестирования и обучения

Методы

В исследовании приняли участие 13 взрослых субъектов.

Первым шагом было выполнение максимальной силы захвата на стандартном устройстве при разных углах запястья в направлении сгибание-разгибание. Во время этой процедуры регистрировалась ЭМГ поверхностная активность мышц предплечья.

Максимальное усилие захвата и углы запястья

На втором этапе испытуемые выполняли тренировочную программу: пять раз в неделю в течение 8 недель тренировка состояла из 30 повторений упражнения (70% максимального произвольного сокращения) разгибания запястья; каждое упражнение проводилось по 2 с с интервалом 2 с.

Каждые две недели оценивали максимальное произвольное сокращение для сброса интенсивности тренировки.

Результаты

Настоящее исследование показывает, что изометрическая тренировка разгибания запястья приводит к увеличению силы захвата . Поскольку обхват предплечья с обеих сторон не изменился, можно сказать, что увеличение силы связано с нейронной адаптацией.

Он также показывает увеличение активности ЭМГ лучевого разгибателя запястья и локтевого разгибателя запястья и снижение активности локтевого сгибателя запястья и поверхностного сгибателя пальцев.

Прирост силы после короткой тренировки с отягощениями был вызван нейронной адаптацией .

Сила захвата при разных углах запястья после тренировки

После тренировки соотношение силы захвата и угла запястья изменилось: угол запястья при максимальной силе захвата сместился в сторону сгибания примерно на 9 ° после 8 недель тренировки (с ± 34 ° до ± 25 °) (статистически недостоверно).

Практическое применение

Авторы этого исследования использовали терапевтический подход.С их точки зрения, тренировка разгибания запястья должна рассматриваться как терапевтическая стратегия тренировки для увеличения силы захвата и предотвращения повреждения мышц предплечья.

С точки зрения скалолаза, которому всегда нужно держать зацепы все лучше и лучше, есть способ: всего за 10 минут еженедельных тренировок можно добиться значительных результатов .

Тренажер Extensor

Вы можете просто попробовать применить описанный протокол: 30 изометрическое сокращение разгибателей запястья снова сопротивление (например, поместив тыльную сторону рук под стол, а затем приложив вертикальную силу к вершине, или с помощью специальных устройств — см. рисунок), не максимальная, для 2 с усилия, 2 с восстановления, 3-5 раз в неделю .Не пренебрегая разминкой! 😉

Артикул : Рёта Симосе, Атсухико Мацунага и Масуо Муро (2011): Влияние тренировки суммаксимального изометрического разгибания запястья на силу хвата. Eur J Appl Physiol 111, 557-565.

травм сухожилий разгибателей | Хьюстонское средство для лечения сухожилий

Что такое сухожилие разгибателя?

Сухожилия разгибателей, расположенные на тыльной стороне кисти и пальцев, позволяют распрямить пальцы и большой палец. Эти сухожилия прикреплены к мышцам предплечья.По мере того, как сухожилия переходят в пальцы, они становятся плоскими и тонкими. В пальцах к этим сухожилиям присоединяются более мелкие сухожилия мышц кисти. Именно эти мелкомышечные сухожилия обеспечивают тонкие движения пальцев и координацию.

Как повреждаются сухожилия разгибателей?

Сухожилия разгибателей находятся прямо под кожей, непосредственно на кости, на тыльной стороне рук и пальцев. Из-за своего расположения они могут быть легко травмированы даже незначительным порезом. Зажимание пальца может привести к разрыву этих тонких сухожилий, не прикрепленных к кости.После травмы такого типа у вас могут возникнуть проблемы с выпрямлением одного или нескольких суставов. Необходимо лечение, чтобы сухожилие стало полноценно работать.

Рисунок 1: Сухожилия разгибателя, расположенные на тыльной стороне кисти и пальцев, позволяют выпрямить пальцы и большой палец.

Как лечить травмы сухожилий разгибателей?

Порезы, расщепляющие сухожилие, могут нуждаться в наложении швов или хирургическом вмешательстве, но разрывы, вызванные защемлением, обычно лечат шинами. Шины предотвращают разрыв заживляющих концов сухожилий, и их следует носить все время, пока сухожилие полностью не заживет.Ваш врач наложит шину в нужном месте и расскажет, как долго ее носить. Иногда через кость через сустав вводят штифт в качестве внутренней шины.

Каковы наиболее распространенные травмы сухожилий разгибателей?

Молоток относится к провисанию концевого сустава, в котором сухожилие разгибателя было разрезано или отделено от кости (см. Рисунок 2). Иногда за сухожилие отрывают кусок кости, но результат тот же: кончик пальца не выпрямляется.Независимо от того, вызвано ли повреждение сухожилия порезанным или зажатым пальцем, необходимо наложение шины. Часто перерезанное сухожилие требует наложения швов. Шинирование проводится так, чтобы кончик пальца оставался прямым до заживления сухожилия. Размер шины и продолжительность ее ношения зависят от типа и места вашей травмы. В это время шина должна постоянно оставаться на месте. Для полного заживления сухожилия может потребоваться от четырех до восьми недель, а у некоторых пациентов и дольше. Раннее удаление шины может привести к опусканию кончика пальца, что может потребовать дополнительного наложения шины.Ваш врач посоветует вам снять шину в нужное время.

Рис. 2: Деформация пальца молотка вызывает свисание кончика пальца. Это вызвано травмой сухожилия разгибателя в суставе последнего пальца.

Деформация Бутоньера описывает согнутую (согнутую) позицию среднего сустава пальца в результате пореза или разрыва сухожилия разгибателя (см. Рисунок 3). Лечение заключается в наложении шины на средний сустав в прямом положении до полного заживления поврежденного сухожилия.Иногда после перерезания сухожилия необходимо наложить швы. Если эту травму не лечить или если шина не надета должным образом, палец может быстро согнуться еще больше и окончательно окоченеть в этом положении. Обязательно следуйте инструкциям врача и носите шину не менее четырех-восьми недель. Ваш врач скажет вам, когда вы можете перестать носить шину.

Разрывы или порезы на тыльной стороне кисти, проходящие через сухожилия разгибателей, затрудняют выпрямление пальца в большом суставе, где пальцы соединяются с кистью.Эти травмы обычно лечат хирургическим путем, сшивая концы сухожилий вместе. Шинирование при травме сухожилия в этой области может включать запястье и часть пальца. Динамическое шинирование, представляющее собой шину со стропами, позволяющую движение пальца, может использоваться при таких травмах. Динамическая шина обеспечивает раннее движение и защищает заживающее сухожилие.


Травмы сухожилия разгибателя могут привести к прикреплению сухожилия к близлежащей кости и рубцовой ткани. На серьезность травмы могут повлиять многие факторы, включая перелом, инфекцию и индивидуальные особенности.Образовавшаяся рубцовая ткань может препятствовать полному сгибанию и выпрямлению пальцев даже при самом лучшем лечении. Для улучшения движения может потребоваться терапия. Операция по освобождению рубцовой ткани иногда может быть полезной в серьезных случаях потери движения. Ваш врач объяснит риски и побочные эффекты различных методов лечения травм разгибателей сухожилий.

Биомеханический анализ механизма разгибания пальцев человека во время изометрического нажатия

Abstract

В этом исследовании изучали влияние механизма разгибателя пальцев на силы контакта костей в межфаланговых и пястных суставах, а также на силы во внутренних и внешних мышцах во время нажатия пальцами.Для этого использовались позы пальцев от очень согнутых до полностью разогнутых. Роль разгибательного механизма пальца была исследована с использованием двух альтернативных моделей пальцев, одна из которых не включала разгибательный механизм, а другая включала его. Система трехмерного анализа движения с шестью камерами использовалась для фиксации положения пальцев во время максимального произвольного изометрического нажатия. Нагрузки на кончики пальцев регистрировались одновременно с использованием системы силовых пластин. Две трехмерные биомеханические модели пальцев, минимальная модель без механизма разгибания и полная модель с механизмом разгибателя (сеть сухожилий), были использованы для расчета сил контакта суставной кости с костью, а также внешних и внутренних мышечных сил.Если предполагается, что полная модель реалистична, то результаты предполагают некоторые полезные биомеханические преимущества, обеспечиваемые сетью сухожилий разгибательного механизма. Было обнаружено, что силы во внутренних мышцах (межкостной группе и поясничной) значительно снижаются на 22–61% из-за действия разгибательного механизма, причем наибольшее сокращение происходит в более согнутых позах. Сила контакта кости с костью в суставе MCP снижается на 10–41%. Это говорит о том, что разгибательный механизм может помочь снизить риск травмы суставов пальцев, а также уменьшить силы во внутренних мышцах.Эти очевидные биомеханические преимущества могут быть результатом отличительной взаимосвязанной фиброзной структуры разгибательного механизма, благодаря которой сокращение внутренних мышц в качестве сгибателей сустава MCP может генерировать разгибания в суставах DIP и PIP.

Образец цитирования: Hu D, Howard D, Ren L (2014) Биомеханический анализ механизма разгибания пальцев человека во время изометрического нажатия. PLoS ONE 9 (4): e94533. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0094533

Редактор: Стив Миланезе, Университет Южной Австралии, Австралия

Поступила: 30 июля 2013 г .; Дата принятия: 17 марта 2014 г .; Опубликован: 14 апреля 2014 г.

Авторские права: © 2014 Hu 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.

Финансирование: Китайский стипендиальный совет (CSC) частично поддержал дизайн исследования, сбор и анализ данных. Дополнительная часть финансирования исследования была поддержана EPSRC Великобритании из гранта номер EP / I033602 / 1. Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.

Введение

Структурные и функциональные сложности человеческого пальца давно признаны [1] — [5].Эффективное функционирование пальца требует точной координации нескольких мышц, а результирующее движение пальца ограничивается силами, действующими на суставные капсулы, связки и суставные поверхности суставов. При мануальных упражнениях очень сложная опорно-двигательная система кисти и предплечья хорошо скоординирована для создания соответствующих сил кончиков пальцев и положения пальцев. Хорошее понимание биомеханических механизмов пальца не только улучшит наши знания о нормальной функции пальцев и этиологии заболеваний кисти, но также может значительно улучшить протезный и биомиметический дизайн руки.

Однако механика пальцев усложняется механизмом разгибателя пальца (также называемым разгибающим устройством, сборкой разгибателя или разгибанием разгибателя), который представляет собой сложную сеть сухожилий, которая объединяет силы поясничного, межкостного и длинного разгибателей для получения точные функциональные движения фаланг (см. рисунок 1). В последние десятилетия был проведен ряд исследований для изучения его анатомической структуры [6] — [16] и пространственных отношений между его различными компонентами, для количественной оценки его геометрической конфигурации [17] и свойств материала [18].Кроме того, в последнее время все чаще используются модели разгибательных механизмов для биомеханического анализа функции пальцев [19] — [27]. Однако, несмотря на это, мало что известно о том, как механизм разгибателя влияет на механические нагрузки в суставах и мышцах пальцев.

Таким образом, в этом исследовании мы стремимся изучить биомеханический эффект разгибательного механизма (сети сухожилий) во время изометрического прессования с использованием комбинированного экспериментального и модельного подхода. Сила пальцев и положение пальцев регистрировались с помощью силовой пластины и системы трехмерного (3D) анализа движений.Силовой анализ проводился с использованием двух разных моделей пальцев: минимальной модели без разгибающего механизма и полной модели, включая разгибательный механизм. Таким образом, было проанализировано влияние этой сложной сети сухожилий на контактные силы в суставах пальцев, а также на внешние и внутренние мышечные силы. Однако следует отметить, что сделанные выводы основаны на интерпретации различий между результатами, полученными двумя моделями, и, как таковые, не могут быть процитированы с уверенностью, которую можно было бы связать с полностью экспериментальными результатами.

Методы

Обозначение

PF : основной сгибатель

PE : разгибатель первичный

FDP : глубокий сгибатель пальцев

FDS : Поверхностный сгибатель пальцев

TE : концевой разгибатель

ES : разгибатель разгибателя

LE : длинный разгибатель

RI : межкостный радиальный

UI : локтевой межкостной

LU : червячный

РБ : лента радиальная

УБ : локтевая повязка

DIP : межфаланговый дистальный

PIP : проксимальный межфаланговый

MCP : пястно-фаланговые

a PF_DIP_FL, a PF_PIP_FL, a PF_MCP_FL : рычаг момента сгибания / разгибания PF вокруг соединения DIP, PIP и MCP

a PE_DIP_FL, a PE_PIP_FL, a PE_MCP_FL : плечо изгиба / разгибания из PE вокруг соединения DIP, PIP и MCP

a RI_MCP_FL, a UI_MCP_FL : рычаг момента сгибания / разгибания RI и UI вокруг соединения MCP

a RI_MCP_AD, a UI_MCP_AD : плечо момента приведения / отведения RI и UI вокруг сустава MCP

a TE_DIP_FL : рычаг момента сгибания / разгибания TE вокруг DIP-соединения

a FDP_DIP_FL, a FDP_PIP_FL, a FDP_MCP_FL : рычаг момента сгибания / разгибания FDP вокруг соединения DIP, PIP и MCP

a ES_PIP_FL, a UB_PIP_FL, a RB_PIP_FL : рычаг момента сгибания / разгибания ES , UB и RB вокруг стыка PIP

a LE_MCP_FL, a RI_MCP_FL, a UI_MCP_FL, a LU_MCP_FL : рычаг момента сгибания / разгибания LE , RI , UI и 9 MU MU

a RI_MCP_AD, a UI_MCP_AD, a LU_MCP_AD : плечо приводящего / отводящего момента RI , UI и LU вокруг соединения MCP

θ 1 , θ 2 , θ 3 , θ 4 : углы между сегментами фаланги и осью X глобальной системы координат (которая является горизонтальной)

θ PF_DIP, θ PF_PIP, θ PF_MCP : угол между PF и осью X глобальной системы координат на стыке DIP, PIP и MCP

θ PE_DIP, θ PE_PIP, θ PE_MCP : угол между PE и осью X глобальной системы координат на стыке DIP, PIP и MCP

θ x_RI_MCP, θ y_RI_MCP, θ z_RI_MCP : углы между RI и осями X, Y, Z глобальной системы координат в стыке MCP

θ x_UI_MCP, θ y_UI_MCP, θ z_UI_MCP : углы между UI и осями X, Y, Z глобальной системы координат в стыке MCP

θ FDP_DIP, θ FDP_PIP, θ FDP_MCP : угол между FDP и осью X глобальной системы координат на стыке DIP, PIP и MCP

θ TE_DIP : угол между TE и осью X глобальной системы координат на DIP-соединении

θ ES_PIP : угол между ES и осью X глобальной системы координат на стыке PIP

θ LE_MCP : угол между LE и осью X глобальной системы координат на стыке MCP

θ x_UB_PIP, θ y_UB_PIP, θ z_UB_PIP : углы между UB и осями X, Y, Z глобальной системы координат на стыке PIP

θ x_RB_PIP, θ y_RB_PIP, θ z_RB_PIP : углы между RB и осями X, Y, Z глобальной системы координат на стыке PIP

θ x_LU_MCP, θ y_LU_MCP, θ z_LU_MCP : углы между LU и осями X, Y, Z глобальной системы координат на стыке MCP

л 1 , л 2 , л 3 : длина фаланги

P x , P y , P z : измеренные усилия кончиков пальцев

Заявление об этике

Это исследование было одобрено Наблюдательным советом Манчестерского университета, и испытуемые предоставили письменное информированное согласие на участие в экспериментальной работе.

Статические измерения при прессовании

В экспериментальной работе приняли участие шесть мужчин (возраст: 26 ± 1 год, вес: 75,8 ± 8,1 кг, рост: 174 ± 4 см) из числа аспирантов университета. Испытуемые были проинструктированы нажимать на поверхность силовой пластины указательным пальцем в течение примерно 3 секунд, используя максимальную произвольную изометрическую силу (см. Рисунок 2), в то время как другим частям тела не разрешалось касаться силовой пластины. Во время статического нажатия были приняты четыре различных положения пальцев, от очень согнутых до полностью разогнутых (см. Рис. 3).Каждое экспериментальное условие было измерено десять раз. Данные о движении записывались с частотой 200 Гц с использованием системы анализа движения с шестью камерами (Vicon, Оксфорд, Великобритания), а трехмерная внешняя сила, действующая на кончик пальца, регистрировалась с частотой 1000 Гц с использованием силовой пластины (Kistler, Швейцария). Ссылаясь на рисунок 3, для фиксации движения пальца пять полуотражающих маркеров диаметром 8 мм были прикреплены к дистальной части дорсальной головки фаланги (Marker01), дорсальной головке средней фаланги (Marker02), проксимальной части дорсальной головки фаланги (Marker03), дорсальной части пястной кости. голова (Marker04) и дорсальное основание пястной кости (Marker05).

Рисунок 2. Экспериментальная установка.

Экспериментальная установка для измерения силы кончиков пальцев в 3D и положения пальцев при максимальном произвольном изометрическом нажатии. Запястья испытуемых не касались поверхности силовой пластины во время проведения измерений.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0094533.g002

Необработанные данные маркеров были обработаны с использованием специальных программ, написанных на Matlab (Mathworks, MA, США). Все испытания с более чем 10 последовательными пропущенными кадрами были отброшены.После обработки заполнения пропусков данные были отфильтрованы с использованием цифрового фильтра Баттерворта четвертого порядка с нулевой задержкой нижних частот с частотой среза 6,0 Гц. Для записей маркеров и силовых пластин использовались только данные в середине испытаний, когда субъект достиг устойчивого состояния изометрического нажатия. После обработки данных измеренная трехмерная внешняя нагрузка на кончик пальца P ( P x , P y , P z ) и углы фаланги ( θ 1 , θ 2 , θ 3 , θ 4 ) в репрезентативный момент времени были использованы для следующих анализов биомеханических сил.

Минимальная модель без разгибательного механизма

Чтобы представить скелетно-мышечную структуру указательного пальца без разгибательного механизма, была построена простая многосегментная трехмерная модель путем масштабирования стандартной модели пальца, представленной в среде биомеханического моделирования OpenSim [28]. Геометрия цифровых костей была извлечена из программного обеспечения OpenSim, а вся остальная геометрия (например, прикрепление мышц, исходные положения и т. Д.) Была определена с помощью анатомического программного обеспечения Primal Pictures 3D (Primal Picture Ltd., Лондон, Великобритания) и литературе [12]. Модель состоит из четырех сегментов, а именно дистальной, средней и проксимальной фаланг, пястной кости и трех суставов, а именно DIP, PIP и MCP. И DIP, и PIP были смоделированы как шарнирные соединения, каждое с 1 степенью свободы (DoF), а MCP было смоделировано как седловое соединение с 2 DoF (см. Рисунок 4). Для этой многосегментной системы с 4 степенями свободы необходимо как минимум четыре мышцы, чтобы уравновесить внешнюю нагрузку во время статического нажатия. Обращаясь к Фигуре 4, был включен первичный разгибатель ( PE, ), чтобы представить комбинированное действие мышц-разгибателей (в основном, длинного разгибателя), охватывающего три сустава.Первичный сгибатель ( PF ) использовался для представления действия мышц-сгибателей (в основном FDP и FDS ). Две боковые мышцы ( UI и RI ) включены с каждой стороны пальца. Это анализируется как статически определенная система, находящаяся в равновесии с необходимым минимальным количеством мышц. Уравнения равновесия сил и моментов были получены следующим образом для каждого из трех шарниров (DIP, PIP и MCP соответственно) (1)

Рисунок 4.Минимальная модель пальца без разгибательного механизма.

Задний (дорсальный) и боковой (радиальный) виды минимальной модели указательного пальца без разгибательного механизма. Считается, что четыре эквивалентных мышцы ( PF , PE , UI , RI ) представляют действия групп мышц-сгибателей, разгибателей, латеральных локтевых и боковых радиальных групп мышц соответственно.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0094533.g004

(2)

(3)

Где различные силы мышц и сухожилий ( F идентификатор ), моментные рычаги ( идентификатор ), углы ( θ идентификатор ) и длины сегментов ( l идентификатор ). определено в списке обозначений.

Уравнения с 1 по 3 приводят в общей сложности к 13 уравнениям равновесия с 13 неизвестными (4 силы мышц и 9 сил контакта кости с костью в 3 суставах). Следовательно, система статически определена, и все неизвестные могут быть определены по измеренному положению пальцев и нагрузке на кончики пальцев во время статического нажатия.

Полная модель с разгибающим механизмом

Чтобы исследовать эффект разгибательного механизма, была разработана вторая модель многосегментного пальца, которая представляет разгибательный аппарат в виде взаимосвязанной сети сухожилий (см. Рисунок 5).Модель имеет те же сегменты, конфигурации суставов и геометрию костей, что и минимальная модель, но с дополнительными мышцами и сухожилиями. Обращаясь к Фигуре 5, пять включенных мышц — это LE , FDP , RI , UI и LU . Как основной разгибатель, LE выполняет функцию, аналогичную функции мышцы PE в минимальной модели. Как главный сгибатель, FDP выполняет функцию, аналогичную функции мышцы PF в минимальной модели.Чтобы представить ключевые структурные особенности разгибательного механизма, к полной модели на лучевой стороне добавляется еще одна мышца ( LU ) в дополнение к мышцам RI и UI . Уравнения равновесия сил и моментов были выведены следующим образом для каждого из трех сочленений (DIP, PIP и MCP соответственно). (4)

Рис. 5. Полная модель пальца с разгибательным механизмом.

Задний (дорсальный) и боковой (радиальный) виды полной модели указательного пальца с разгибательным механизмом (сеть сухожилий).Помимо мышцы-разгибателя пальца LE и мышцы-сгибателя FDP, включены три основные внутренние мышцы ( UI , RI и LU ).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0094533.g005

(5)

(6)

Где различные силы мышц и сухожилий ( F идентификатор ), моментные рычаги ( идентификатор ), углы ( θ идентификатор ) и длины сегментов ( l идентификатор ). определено в списке обозначений.

Уравнения 4-6 определяют статически неопределенную систему в состоянии равновесия с 13 уравнениями и 18 неизвестными. Чтобы решить проблему статической неопределенности, включены приведенные ниже уравнения, основанные на предыдущих анатомических исследованиях и трупных исследованиях [29]. Эти уравнения описывают эмпирическое распределение сил между мышцами ( F RI , F UI , F LU , F LE ) и компонентами сухожилия ( F RB , F UB , F TE , F ES ) разгибательного механизма [30], [31].(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

Более сложный метод, основанный на оптимизации, может быть использован для улучшения решения этой статически неопределенной системы [35] — [38]. Однако поиск подходящего критерия оптимизации может оказаться сложной задачей. Уравнения 4–11 можно использовать для определения сил контакта кость-кость во всех трех суставах, а также сил в сети сухожилий разгибательного механизма для каждого измеренного положения пальцев и силы кончиков пальцев.

Статистический анализ

Все статистические анализы проводились с использованием программного обеспечения SPSS 20.0 (IBM, Armonk, NewYork, USA). Влияние модели пальца и положения на суставные силы контакта костей и костей и мышечные силы были проанализированы с использованием дисперсионного анализа (ANOVA) с повторными измерениями с использованием подхода линейной смешанной модели с учетом вариабельности внутри и между участниками. Различные модели пальцев и позы были фиксированными эффектами, а испытуемые и испытания — случайными эффектами.Различия между двумя моделями и между каждой парой поз были проверены с использованием множественного сравнения методом наименьшей значимой разницы (LSD) Фишера на основе средних наименьших квадратов.

Результаты

Для всех испытуемых измеренные углы суставов пальцев ( θ 1 , θ 2 , θ 3 , θ 4 ) и силы кончиков пальцев ( P x , P y , P z ) для каждого испытания статического прессования использовались как исходные данные как для минимальной, так и для полной модели.Эти модели были реализованы с использованием специальных программ, написанных на Matlab (Mathworks, MA, США). Таким образом, был проведен биомеханический анализ для оценки сил контакта между костью в каждом суставе, а также сил в мышцах и компонентах сухожилий.

На рис. 6 сравниваются рассчитанные силы контакта кость-кость в суставах DIP, PIP и MCP, полученные на моделях с двумя пальцами, для всех четырех положений нажатия, с использованием данных измерений трех типичных испытаний (Испытание 1, 3, 6) для репрезентативный субъект (возраст: 25, вес: 75 кг, рост: 1.72 м). Соответствующие числовые данные представлены в таблицах S1 и S2. Совместные контактные силы DIP и PIP, рассчитанные обеими моделями, нормированные на приложенную нагрузку на кончики пальцев, находятся в диапазоне 7,7–9,8 для всех положений пальцев. Контактные силы соединения MCP, рассчитанные с помощью обеих моделей, в 10,5–17,0 раз превышают приложенную нагрузку кончиками пальцев. Это хорошо согласуется с оценками диапазонов контактных сил для межфаланговых и пястных суставов указательного пальца из предыдущих исследований изометрического защемления ключа [32].Однако следует отметить, что в этом исследовании максимальное произвольное изометрическое нажатие проводилось на поверхности пластины с большим усилием, что немного отличается от защемления клавиш. Из рисунка 6 видно, что обе модели показывают, что контактная сила сустава MCP увеличивается с увеличением положения сгибания. Это в целом согласуется с зависимым от положения паттерном совместной контактной силы MCP, описанным Harding et al. [21]. Сравнивая совместные контактные силы, создаваемые минимальной моделью и полной моделью на Рисунке 6, кажется, что включение разгибающего механизма не оказывает значительного влияния на расчетные DIP и PIP совместные контактные силы.Тем не менее, можно наблюдать заметный эффект на расчетную силу контакта сустава MCP, где полная модель предсказывает гораздо более низкие значения, особенно в более согнутых положениях пальцев.

Рис. 6. Результаты расчета силы контакта кости с костью.

Расчетные силы контакта кости с костью (нормализованные по приложенной нагрузке) в суставах DIP, PIP и MCP, полученные из обеих моделей для всех положений пальцев. На основе данных измерений трех типичных испытаний (испытание 1, 3 и 6) для репрезентативного субъекта (возраст: 25, вес: 75 кг, рост: 1.72 м). На вставках вверху показан измеренный трехмерный вектор силы кончиков пальцев для каждой позы.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0094533.g006

На рисунке 7 показаны процентные различия между контактными силами, рассчитанными с помощью полной модели, и значениями, рассчитанными с помощью минимальной модели для каждой позы нажатия (средние и стандартные отклонения по всем испытаниям и по всем предметам). Это дополнительно подтверждает наблюдение, что включение механизма разгибания имеет ограниченное влияние на расчетные силы контакта DIP и PIP суставов.За исключением сустава PIP в наиболее согнутой позе, средние различия для суставов DIP и PIP находятся в пределах ± 9%, и нет последовательной тенденции, поскольку палец становится более согнутым или более вытянутым. Однако существует постоянная отрицательная разница для расчетной силы контакта сустава MCP для всех положений пальцев (т.е. полная модель дает более низкие оценки силы). Эта разница становится более заметной, когда палец становится более согнутым. Для двух наиболее изогнутых поз среднее снижение расчетной контактной силы MCP на 27% и 41% достигается при включении разгибательного механизма.Если предполагается, что полная модель реалистична, это предполагает, что сеть сухожилий разгибательного механизма может помочь смягчить контактные нагрузки на суставы на MCP во время изометрического нажатия и, следовательно, может снизить риск травмы или остеоартрита [33], [34] ].

Рис. 7. Разница в процентах сил контакта кость-кость.

Различия между расчетными силами контакта кость-кость в суставах DIP, PIP и MCP, полученные из двух моделей для всех положений пальцев.Средние значения и стандартные отклонения были рассчитаны для всех испытаний и всех субъектов. «*» Указывает на значительную разницу между результатами двух моделей.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0094533.g007

На рисунке 7 статистически значимые различия (p <0,05) между моделями помечены знаком «*», что означает, что среднее значение отношения кости к силы контакта костей, рассчитанные по двум моделям, существенно различаются. За исключением сустава PIP в позе 2, различия между результатами двух моделей статистически значимы (т.е. расчетные контактные силы суставов значительно отличаются при включении разгибающего механизма). Статистически значимые различия позы для обеих моделей представлены в таблицах 1 и 2.

На рис. 8 сравниваются рассчитанные мышечные силы, полученные на моделях с двумя пальцами для всех четырех позы нажатия, с использованием данных измерений из трех типичных испытаний (Испытание 1, 3, 6) для репрезентативного субъекта (возраст: 25, вес: 75 кг, высота: 1,72 м). Соответствующие числовые данные представлены в таблицах S1 и S2.Мышцы двух моделей сравниваются на основе их анатомических функций, то есть PE против LE в качестве разгибателей, PF против FDP в качестве сгибателей, RI против RI + LU в качестве боковых радиальных мышц. и UI по сравнению с UI в качестве латеральной локтевой мышцы. Диапазон мышечных сил примерно в 1,2–7,0 раз превышает приложенную нагрузку на кончики пальцев, что в целом согласуется с данными о мышечной силе, приведенными в предыдущих исследованиях изометрического сжатия [30], [32], которое похоже на нажатие на плоскую поверхность. .Из рисунка 8 видно, что тренды, зависящие от осанки, присутствуют для мышц PF или FDP , RI или RI + LU и UI мышц. Собственные мышечные силы ( RI или RI + LU и UI ) увеличиваются при более согнутых позах. Однако внешний сгибатель ( PF или FDP ) демонстрирует уменьшающуюся силу, когда палец становится более согнутым. Это хорошо согласуется с зависимыми от осанки тенденциями мышцы FDP , описанными в исследовании Weightman и Amis [20].Если предполагается, что полная модель реалистична, то результаты двух моделей предполагают, что разгибательный механизм может иметь значительное влияние на мышцы RI + LU и UI для всех положений пальцев. Полная модель, включая разгибательный механизм, предсказывает гораздо более низкие мышечные силы RI + LU и UI , чем те, которые предсказывает минимальная модель без разгибательного механизма.

Рисунок 8. Результаты расчета мышечной силы.

Расчетные силы мышц (нормализованные по приложенной нагрузке) для мышц PE ( LE ), PF ( PDF ), RI ( RI + LU ) и UI мышц, полученные для обеих моделей для всех положений пальцев. Основано на данных измерений трех типичных испытаний (испытание 1, 3 и 6) для репрезентативного субъекта (возраст: 25, вес: 75 кг, рост: 1,72 м). На вставках вверху показан измеренный трехмерный вектор силы кончиков пальцев для каждой позы.

https: // doi.org / 10.1371 / journal.pone.0094533.g008

На рисунке 9 показаны процентные различия между мышечными силами, рассчитанными с помощью полной модели, и теми, которые рассчитаны с помощью минимальной модели для каждой позы при нажатии (средние значения и стандартные отклонения для всех испытаний и для всех испытуемых). ). Можно видеть, что мышечные силы RI + LU и UI заметно уменьшаются при включении разгибательного механизма. Различия увеличиваются по величине при более согнутых жимовых позах, достигая от 34% до 61% в двух наиболее согнутых позах.Различия очень малы для мышечных сил PF или FDP . Это согласуется с результатами, полученными Li et al. [23], которые использовали простые 2D-модели без сил разгибателей, чтобы исследовать влияние нагрузки кончиков пальцев на силы сгибателей во время изометрического нажатия полностью вытянутым пальцем. Из рисунка 9 видно, что смешанные результаты получены для мышц PE или LE . В позах 1, 3 и 4 разница невелика, но в позе 2 наблюдается большая отрицательная разница (43%).В заключение, если предполагается, что полная модель реалистична, результаты мышечной силы предполагают, что механизм разгибателя помогает уменьшить внутренние мышечные силы ( RI, LU и UI ), и это также может иметь место для внешние мышцы-разгибатели при умеренно согнутых позах.

Рис. 9. Разница в силе мышц в процентах.

Различия между рассчитанными мышечными силами для мышц PE ( LE ), PF ( PDF ), RI ( RI + LU ) и мышц UI, полученных из двух моделей для всех пальцев позы.Средние значения и стандартные отклонения были рассчитаны для всех испытаний и всех субъектов. «*» Указывает на значительную разницу между результатами двух моделей.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0094533.g009

На рисунке 9 статистически значимые различия (p <0,05) между моделями отмечены знаком «*», что означает, что средние мышечные силы, рассчитанные две модели существенно различаются. За исключением PE ( LE ) и PF ( FDP ) в позе 4, различия между результатами двух моделей являются статистически значимыми (т.е.е. расчетные мышечные силы значительно отличаются при включении разгибательного механизма). Статистически значимые различия позы для обеих моделей представлены в таблицах 1 и 2.

Обсуждение и заключение

Комбинируя экспериментальные измерения с биомеханическим моделированием, в этом исследовании изучались расчетные эффекты механизма разгибателей пальцев на контактные силы в межфаланговых и пястных суставах, а также на силы, действующие на внутренние и внешние мышцы.Если предполагается, что полная модель реалистична, то результаты двух моделей предполагают некоторые биомеханические преимущества, которые могут быть обеспечены сетью сухожилий разгибательного механизма. Расчетные силы во внутренних мышцах (межкостная группа и поясничная мышца) значительно снижаются на 22–61% при включении разгибательного механизма, особенно в более согнутых позах. Расчетная контактная сила в суставе MCP снижается на 10–41%, с большим сокращением в более согнутых позах, когда задействован механизм разгибания.Эти эффекты могут помочь снизить риск травм суставов пальцев, а также могут помочь уменьшить мышечное усилие, необходимое для внутренних мышц пальца.

Очевидные биомеханические преимущества, обеспечиваемые механизмом разгибателя пальца, могут быть результатом его отличительного анатомического расположения. Аппарат-разгибатель, окружающий сустав MCP, воспринимает мышечные силы от поясничных мышц ( LU ) и межкостных мышц ( RI и UI ). Сокращение этих внутренних мышц вызывает разгибание PIP и DIP, передавая напряжение через сеть сухожилий разгибательного механизма (см. Рисунки 1 и 5).Разгибатель разгибателя ( ES ) прикрепляется к промежуточной фаланге, где напряжение, передаваемое через сеть сухожилий за счет внутренних мышц, расширяет сустав PIP. Боковые полоски (радиальная полоса RB и локтевая полоса UB ) на дорсальной стороне сустава PIP сливаются над тыльной стороной промежуточной фаланги, образуя концевой разгибатель ( TE ), который скользит и вставляется в дистальную фалангу. , где собственное сокращение мышц приводит к разгибанию DIP-сустава.Напряжение, создаваемое сокращением собственных мышц в суставах DIP и PIP, имеет тенденцию увеличивать силу в мышце FDP , что дополнительно способствует моменту сгибания в суставе MCP и, таким образом, снижает потребность в силе, прилагаемую к внутренним мышцам. и, следовательно, уменьшает силу контакта кости с костью в суставе MCP.

Биомеханические модели, используемые в этом исследовании, имеют некоторые ограничения. Аппарат разгибателя моделируется как сеть сухожилий с отдельными компонентами сухожилий, представленными линиями.Однако в действительности механизм разгибателя пальцев представляет собой сложную сборку разнонаправленных волокон с различными вязкоупругими свойствами. Для лучшего представления этой взаимосвязанной волокнистой структуры в будущем потребуются трехмерные модели механики твердого тела (например, на основе метода конечных элементов). Чтобы рассчитать силы мышц и сухожилий в полной модели, для решения проблемы статической неопределенности использовался набор эмпирических уравнений, полученных из предыдущих исследований (уравнения 7–11). Более сложный метод, основанный на оптимизации, может быть использован для улучшения решения этой статически неопределенной системы мышц и сухожилий [35] — [38].Однако поиск подходящего критерия оптимизации может оказаться сложной задачей.

Дополнительная информация

Таблица S1.

Результаты расчетов по минимальной модели. Данные силовой пластины и нормализованные результаты расчетов по минимальной модели для трех типичных испытаний (испытания 1, 3 и 6) с репрезентативным субъектом (возраст: 25, вес: 75 кг, рост: 1,72 м)

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0094533.s001

(DOCX)

Таблица S2.

Результаты расчетов полной модели. Данные силовой пластины и нормализованные результаты расчетов из полной модели для трех типичных испытаний (испытания 1, 3 и 6) с репрезентативным субъектом (возраст: 25, вес: 75 кг, рост: 1,72 м)

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0094533.s002

(DOCX)

Благодарности

Manxu Zheng оказал неоценимую помощь в сборе данных измерений.

Вклад авторов

Эксперимент задумал и разработал: LR D.Ху Д. Ховард. Выполнял опыты: Ху Д. Л. Р.. Проанализированы данные: Д. Ху. Предоставленные реагенты / материалы / инструменты анализа: Д. Ху. Написал статью: Д. Ху, Л. Р. Д. Ховард.

Ссылки

  1. 1. Landsmeer JMF (1955) Анатомические и функциональные исследования суставов пальцев человека. Acta Anat Suppl 25: 1–69
  2. 2. Smith EM, Juvinall RC, Bender LF, Pearson JR (1964) Роль сгибателей пальцев в ревматоидных деформациях пястно-фаланговых суставов.Arthritis Rheum 7: 467–480.
  3. 3. Куни В.П., Чао Е.Ю. (1977) Биомеханический анализ статических сил в большом пальце во время работы кисти. J Bone Joint Surg 59: 27–36.
  4. 4. Berme PW, Paul JP, Purves WK (1977) Биомеханический анализ пястно-фалангового сустава. J Biomech 10: 409–412.
  5. 5. Fowler NK, Nicol AC (2000) Силы межфаланговых суставов и сухожилий: нормальная модель и биомеханические последствия хирургической реконструкции.J Biomech 33: 1055–1062.
  6. 6. Эйлер Д. Л., Марки Дж. Э. (1954) Анатомия и функция внутренней мускулатуры пальцев. J Bone Joint Surg (A) 36: 1–9.
  7. 7. Landsmeer JMF (1961) Исследования анатомии суставов. 1. Равновесие «вставленной» кости. Acta Morph Neerl Scand 3: 287–303.
  8. 8. Landsmeer JMF (1963) Координация движений суставов пальцев. J Bone Joint Surg 45: 1654–1662.
  9. 9. Long C (1968) Контроль внутренних и внешних мышц пальцев.J Bone Joint Surg (A) 50: 973–984.
  10. 10. Смит Р. Дж. (1974) Баланс и кинетика пальца в нормальных и патологических условиях. Clin Orthop Rel Res 104: 92–11.
  11. 11. Ketchum LD, Thompson D, Pocock G, Wallingford D (1978) Клиническое исследование сил, создаваемых внутренними мышцами указательного пальца и внешними мышцами сгибателя и разгибателя руки. J Hand Surg 3: 571–578.
  12. 12. An KN, Chao EYS, Cooney WP, Linscheid RL (1979) Нормативная модель руки человека для биомеханического анализа.Дж. Биомех 12: 775–788.
  13. 13. Дарлинг В.Г., Коул К.Дж., Миллер Г.Ф. (1994) Координация движений указательного пальца. J Biomech 12: 479–491.
  14. 14. Dennerlein JT, Diao E, Mote CD, Rempel DM (1998) Напряжение поверхностного сгибателя пальцев выше, чем предсказывает текущая модель. J Biomech 31: 295–301.
  15. 15. Валеро-Куэвас FJ, Zajac FE, Burgar CG (1998) Большие силы на кончиках указательного пальца производятся независимыми от субъекта паттернами мышечного возбуждения.J Biomech 31: 693–703.
  16. 16. Kursa K, Diao E, Lattanza L, Rempel D (2005) Силы in vivo, создаваемые мышцами-сгибателями пальцев, не зависят от скорости нагрузки на кончики пальцев во время изометрической задачи. Дж. Биомех 38: 2288–2293.
  17. 17. Гарсия-Элиас М., Ан К.Н., Берглунд Л., Линшайд Р.Л. и др. (1991) Разгибательный механизм пальцев. I. Количественное геометрическое исследование. Дж. Хэнд Сург (A) 16: 1130–1136.
  18. 18. Гарсия-Элиас М., Ан К.Н., Берглунд Л., Линшайд Р.Л. и др.(1991) Разгибательный механизм пальцев. II. Прочностные характеристики компонентов. Дж. Хэнд Сург (A) 16: 1136–1140.
  19. 19. Harris C, Rutledge AL (1972) Функциональная анатомия разгибающего механизма пальца. Хирургия суставов J Bone (A) 54: 713–726.
  20. 20. Weightman B, Amis AA (1982) Прогноз силы сустава пальца, связанный с дизайном замены сустава. J Biomed Eng 4: 197–205.
  21. 21. Harding DC, Brand KD, Hillberry BM (1993) Минимизация силы суставов пальцев у пианистов с использованием методов оптимизации.J Biomech 26: 1403–1412.
  22. 22. Ли З.М., Зациорский В.М., Латаш М.Л. (2000) Вклад внешних и внутренних мышц кисти в моменты в суставах пальцев. Clin Biomech 15: 203–211.
  23. 23. Ли З.М., Зациорский В.М., Латаш М.Л. (2001) Влияние разгибательного механизма пальцев на силу сгибателя при выполнении изометрических заданий. J Biomech 34: 1097–1102.
  24. 24. Lee SW, Chen H, Towles JD, Kamper DG (2008) Влияние положения пальца на распределение силы сухожилий в механизме разгибателя пальца.J Biomech Eng 130: 1–9.
  25. 25. Vigouroux L, Quaine F, Labarre-Vila A, Amarantini D, Moutet F (2006) Оценка натяжения сухожилий пальцевых мышц и сил шкива во время определенных техник захвата при спортивном лазании. J Biomech 39: 2583–2592.
  26. 26. Валеро-Куэвас Ф.Дж., Липсон Х. (2004) Вычислительная среда для моделирования сложных сухожильных топологий. Материалы 26-й ежегодной международной конференции IEEE EMBS, Сан-Франциско, США
  27. 27.Валеро-Куэвас FJ, Jae-Woong Y, Brown D, McNamara RV, Paul C (2007) Сеть сухожилий пальцев выполняет анатомические вычисления в макроскопическом масштабе. IEEE Trans on Biomed Eng 54: 1161–1166.
  28. 28. Скотт Л.Д., Фрэнк К.А., Эллисон С.А., Питер Л., Айман Х. (2007) OpenSim: программное обеспечение с открытым исходным кодом для создания и анализа динамических симуляций движения. IEEE Trans Biomed Eng 54: 1940–1950.
  29. 29. Chao EY, An KN (1978) Графическая интерпретация решения повторяющейся проблемы в биомеханике.J Biomech Eng 100: 159–167.
  30. 30. Chao EY, Opgrance JD, Axmear FE (1976) Трехмерный силовой анализ суставов пальцев в выбранных изометрических функциях руки. Дж. Биомех 9: 387–396.
  31. 31. Брук Н., Мизрахи Дж., Шохам М., Даян Дж. (1995) Биомеханическая модель динамики указательного пальца. Med Eng Phys 15: 54–63.
  32. 32. An KN, Chao EYS, Cooney WP, Linscheid RL (1985) Силы в нормальной и ненормальной руке. J Orthop Res 3: 202–211.
  33. 33.Kaab MJ, Ito K, Clark JM, Notzli HP (1998) Деформация коллагеновой структуры суставного хряща при статической и циклической нагрузке. J Orthop Res 16: 743–751.
  34. 34. Arokoski JPA, Jurvelin JS, Vaatainen U, Helminen HJ (2000) Нормальная и патологическая адаптация суставного хряща к нагрузке на суставы. Scand J Med Sci Sports 10: 186–198.
  35. 35. Крауниншилд Р.Д., Брэнд Р.А. (1981) Физиологически обоснованный критерий прогнозирования мышечной силы при движении.J Biomech 14: 793–801.
  36. 36. Санчо-Брю Дж. Л., Перес-Гонсалес А., Вергара-Монедеро М., Джуринтано Д. (2001) Трехмерная динамическая модель человеческого пальца для изучения свободных движений. J Biomech 34: 1491–1500.
  37. 37. Vigouroux L, Quaine F, Labarre-Vila A, Amarantini D, Moutet F (2007) Использование данных ЭМГ для ограничения процедуры оптимизации улучшает оценки натяжения сухожилий пальца во время создания статической силы кончика пальца. Дж. Биомех 40: 2846–2856.
  38. 38. Фок К.С., Чжоу С.М. (2010) Разработка биомеханической модели пальца и ее рассмотрение.J Biomech 43: 701–713.

Острые травмы пальцев: Часть I. Сухожилия и связки

Серьезность острых травм пальцев часто недооценивается, что может привести к неправильному лечению. Базовые знания анатомии пальца и тщательное обследование пациента могут гарантировать правильный диагноз и лечение. Часть I этой статьи, состоящей из двух частей, посвящена распространенным травмам сухожилий и связок пальца. В части II1 обсуждаются распространенные переломы, вывихи и травмы пальцев.

Семейные врачи могут вылечить большинство травм пальцев; однако знание критериев направления к специалистам важно для обеспечения оптимальных результатов. Лечение должно ограничивать движение поврежденных структур, позволяя неповрежденным суставам оставаться подвижными. Пациентам следует сообщить, что травмированный палец нередко остается опухшим в течение некоторого времени и что даже после лечения возможна необратимая деформация. В таблице 1 приведены оценка и лечение общих травм связок и сухожилий.

Базовая анатомия пальца

Анатомия пальца сложна, но для правильного лечения острых травм необходимы базовые знания. Указательный, средний, кольцевой и пятый пальцы имеют проксимальную, среднюю и дистальную фаланги и три шарнирных сустава: дистальный межфаланговый (DIP), проксимальный межфаланговый (PIP) и пястно-фаланговый (MCP). Большой палец имеет дистальную и проксимальную фаланги, а также межфаланговый и межфаланговый суставы. Суставы располагаются в ладонных пластинах (коллатеральные связки, прикрепленные к плотной волокнистой соединительной ткани), которые обеспечивают стабильность суставов.2,3

Сухожилие дорсального разгибателя делится на центральную часть, которая расширяет сустав PIP, а затем на две боковые полосы, которые расширяют сустав DIP. К сухожилиям ладоней относятся поверхностный сгибатель пальцев и глубокий сгибатель пальцев. Сухожилие сгибателя пальцев поверхности прикрепляется к основанию средней фаланги и сгибает сустав PIP. Сухожилие глубокого сгибателя пальцев располагается под сухожилием поверхностного сгибателя пальцев и разделяет его. Он прикрепляется к основанию дистальной фаланги и сгибает DIP.4 На рисунке 1 показана основная анатомия пальца, включая суставы, связки и сухожилия.

Просмотр / печать Рисунок

Рисунок 1.

Анатомия пальца. (A) Суставы и связки. (B) Сухожилия.

Рисунок 1.

Анатомия пальца. (A) Суставы и связки. (B) Сухожилия.

Оценка

Нейроваскулярное тестирование и тестирование активного сгибания / разгибания выявят признаки травм сухожилий и связок, а также незначительные аномалии вращения.Нервно-сосудистая оценка должна включать двухточечную дискриминацию и оценку наполнения капилляров. Врач должен оценить активное сгибание и разгибание, попросив пациента разжать и сжать кулак.

Одно только клиническое обследование не может диагностировать переломы, и протоколы лечения зависят от результатов рентгенографии. Пациенты с травмами пальцев должны получить косую, переднезаднюю и истинную боковую рентгенограммы.5 Истинная боковая рентгенография является наиболее эффективным способом исследования анатомической конгруэнтности сустава.6,7 Ультрасонография становится эффективным инструментом для оценки структур мягких тканей. 8

Оценка травм пальцев во время спортивных соревнований отличается от оценки в офисе. Основная цель на поле — выявить нервно-сосудистые нарушения и определить, может ли спортсмен безопасно продолжать участие. Все полевые исследования должны быть переадресованы в офисе для более тщательного обследования, включая рентгенографию. Невыполнение этого требования увеличивает риск дисфункции в будущем.

Общие травмы

Для диагностики общих травм связок и сухожилий можно использовать несколько методов. Большинство травм требуют наложения шины и последующего наблюдения для оценки процесса заживления.

ТРАВМА РАЗНЯТИЯ СВЯЗИ ДИП-СУСТАВА

Травма сухожилия разгибателя в DIP-суставе, также известная как молотковый палец (рис. 2), является наиболее частой закрытой травмой сухожилия пальца. Палец молотка обычно вызывается ударом предмета (например, мячом) по пальцу, создавая сильное сгибание в виде вытянутого DIP.Сухожилие разгибателя может быть растянуто, частично разорвано или полностью разорвано или отделено отрывным переломом дистальной фаланги. 9

Просмотр / печать дистальный межфаланговый сустав (молоток пальца).

Рис. 2.

Травма сухожилия разгибателя сустава в дистальном межфаланговом суставе (молотковый палец).

Пациенты с молотковым пальцем жалуются на боль в тыльном DIP-суставе; невозможность активно разгибать сустав; и, часто, с характерной деформацией сгибания.Во время обследования важно изолировать DIP-сустав, чтобы убедиться, что разгибание происходит от сухожилия разгибателя, а не от центрального смещения. Отсутствие полного пассивного разгибания может указывать на ущемление костей или мягких тканей, требующее хирургического вмешательства.4,7,10 Отрывные переломы костей встречаются у одной трети пациентов с молотком пальца 11,12

Если на рентгенограммах нет отрывного перелома, DIP-сустав следует наложить шину в нейтральном или слегка гиперразгибаемом положении в течение шести недель13; стык PIP должен оставаться подвижным.Кокрановский обзор14,15 подтвердил, что все доступные шины дают одинаковые результаты. Кроме того, использование хирургических проволок (то есть фиксация пораженного сустава в нейтральном положении путем просверливания проволоки через DIP-сустав к PIP-суставу) не улучшило клинических результатов.14,15 На рисунке 3 показаны различные типы шин.

Правообладатель не предоставлял права на воспроизведение данного объекта на электронных носителях. Сведения об отсутствующем элементе см. В исходной печатной версии этой публикации.

Рис. 3.

Врачи должны посоветовать пациентам с молотком не сгибать DIP-сустав во время лечения; период наложения шины должен возобновляться каждый раз, когда происходит сгибание. Кокрановский обзор15 показал, что комплаентность пациента является наиболее важным фактором успеха лечения шинами. Во время замены шины следует поддерживать дистальную фалангу16. Этого трудно добиться в одиночку, и пациенту, возможно, придется вернуться в кабинет врача для замены шины. Некроз кожи может возникнуть, если DIP-сустав чрезмерно растянут во время наложения шины.Если кожа побледнеет, DIP-сустав чрезмерно растянут. Позволяя коже «дышать» в течение 10–20 минут между сменами шины, риск мацерации сводится к минимуму.

Пациенты могут продолжать участвовать в спортивных мероприятиях в течение периода наложения шины, и врачи должны наблюдать за пациентами каждые две недели, чтобы обеспечить соблюдение режима лечения. После шести недель наложения шины следует повторно осмотреть сустав. Если присутствует активное разгибание, шинирование можно ограничить, когда пациент спит, и во время спортивных мероприятий в течение еще шести недель.

Консервативное лечение является успешным в течение трех месяцев, даже при отсроченном обращении. Критерии направления включают костные отрывы, охватывающие более 30 процентов суставной щели, или невозможность достижения полного пассивного разгибания. Несмотря на правильное лечение молоточка пальца, возможно постоянное сгибание кончика пальца. Если не лечить травму, палец может деформироваться.17

FLEXOR DIGITORUM PROFUNDUS TENDON INJURY

Разрыв сухожилия глубокого сгибателя пальцев, также известного как трикотажный палец (Рисунок 4), обычно происходит, когда палец спортсмена цепляется за палец другого игрока. одежда, как правило, во время занятий спортом, например футболом или регби.Травма вызывает принудительное разгибание DIP-сустава при активном сгибании. Безымянный палец — самый слабый палец, и на его долю приходится 75 процентов случаев трикотажного пальца.18 Травма может произойти, если сила сконцентрирована в средней или дистальной фаланге.

Просмотр / печать Рисунок

Рисунок 4.

Травма сухожилия глубокого сгибателя пальцев (трикотажный палец). Обратите внимание, что поврежденный палец удерживается в принудительном разгибании.

Рисунок 4.

Травма сухожилия глубокого сгибателя пальцев (трикотажного пальца). Обратите внимание, что поврежденный палец удерживается в принудительном разгибании.

Пациент с пальцем из трикотажа может испытывать боль и припухлость в ладонной части DIP-сустава, при этом палец может быть вытянут рукой в ​​покое. Если сухожилие втянуто, может появиться болезненное ощущение полноты. Сухожилие глубокого пальца следует оценить, изолировав пораженный сустав DIP (то есть удерживая суставы MCP и PIP пораженного пальца в разгибании, в то время как другие пальцы находятся в сгибании) и попросив пациента согнуть сустав DIP.18,19 При повреждении сухожилия глубокого пальца сустав не двигается. Сухожилие сгибателя пальцев поверхностного сгибателя следует оценивать, удерживая здоровые пальцы в разгибании и прося пациента согнуть поврежденный палец19. Травмированное сухожилие поверхностного сгибателя пальцев не производит движения. Рисунок 5 иллюстрирует эти методы.

Просмотр / печать Рисунок

Рисунок 5.

Оценка повреждения сухожилия сгибателя пальцев.(A) Тест на глубокую мышцу выполняется, удерживая суставы MCP и PIP пораженного пальца в разгибании и прося пациента согнуть сустав DIP. Остальные пальцы должны быть согнуты в суставах MCP и PIP. (B) Поверхностный тест проводится путем разгибания здоровых пальцев и просьбы к пациенту согнуть поврежденный палец. (MCP = пястно-фаланговая; PIP = проксимальная межфаланговая; DIP = дистальная межфаланговая.)

Рис. 5.

Оценка повреждения сухожилия сгибателя пальцев стопы.(A) Тест на глубокую мышцу выполняется, удерживая суставы MCP и PIP пораженного пальца в разгибании и прося пациента согнуть сустав DIP. Остальные пальцы должны быть согнуты в суставах MCP и PIP. (B) Поверхностный тест проводится путем разгибания здоровых пальцев и просьбы к пациенту согнуть поврежденный палец. (MCP = пястно-фаланговый; PIP = проксимальный межфаланговый; DIP = дистальный межфаланговый.)

Прогноз для пациентов с трикотажным пальцем ухудшается, если лечение откладывается и если присутствует серьезное втягивание сухожилия.20 Пациентов с подтвержденным или подозреваемым пальцем трикотажа следует направлять к ортопеду или хирургу-ортопеду для лечения.18

ТРАВМА РАЗВИТИТЕЛЯ ЦЕНТРАЛЬНОГО СЛИПА

Повреждение сухожилия разгибателя центрального смещения происходит, когда сустав PIP с силой сгибается при активном разгибании; это обычная травма у баскетболистов. Лолосичный вывих сустава PIP также может вызвать разрывы центрального скольжения.21

Сустав PIP следует оценивать, удерживая сустав в положении сгибания от 15 до 30 градусов.Если сустав PIP травмирован, пациент не сможет активно разгибать сустав; однако должно быть возможно пассивное расширение. Будет присутствовать болезненность дорсальной части средней фаланги. Задержка с надлежащим лечением может вызвать бутоньерную деформацию (сгибание сустава PIP в сочетании с гиперэкстензией суставов DIP и MCP) (Рисунок 6). Бутоньерная деформация обычно развивается в течение нескольких недель, так как неповрежденные боковые связки сухожилия разгибателя смещаются вниз. Иногда деформации бутоньерки возникают остро.

Просмотр / печать Рисунок

Рисунок 6.

Деформация Бутоньера, вызванная травмой сухожилия разгибателя центрального смещения. (A) Нормальное выравнивание. (B) Деформация Бутоньера.

Рис. 6.

Деформация Бутоньера, вызванная травмой сухожилия разгибателя центрального смещения. (A) Нормальное выравнивание. (B) Деформация Бутоньера.

PIP-сустав следует наложить шину на полное растяжение в течение шести недель, если нет отрыва или если отрыв охватывает менее одной трети сустава.Все доступные шины (рис. 3) могут использоваться для лечения травм PIP, за исключением штабельной шины, которая используется только при травмах DIP. Как и в случае с молотком, удлинение соединения PIP должно поддерживаться постоянно. Если полное пассивное разгибание невозможно, врач должен направить пациента к ортопеду или хирургу-ортопеду.

Пациенты с травмами суставов PIP могут продолжать участвовать в спортивных мероприятиях в период наложения шины, хотя в некоторые виды спорта трудно играть с полностью разогнутым суставом PIP.Продолжительность шинирования такая же, как и у молоткового пальца.

СОВМЕСТНЫЕ ТРАВМЫ

Принудительное локтевое или лучевое отклонение любого из межфаланговых суставов может вызвать частичный или полный разрыв коллатеральной связки. Сустав PIP обычно вовлечен в травмы коллатеральных связок, которые обычно классифицируются как «зажатые пальцы».

Травмы коллатеральной связки проявляются болью только в пораженной связке. Травму следует оценивать путем приложения вальгусной или варусной нагрузки к пораженному суставу при сгибании 30 градусов, в то время как сустав MCP сгибается под углом 90 градусов; расширенный сустав MCP затягивает коллатеральные связки, затрудняя оценку.Врач должен сравнить слабость поврежденного пальца с здоровым пальцем. Рентгенография может продемонстрировать отрывной перелом в точке прикрепления связки.

Если суставы стабильны и нет крупных фрагментов перелома, травму можно лечить с помощью тейпирования (т. Е. Приклеивания травмированного пальца выше и ниже сустава к соседнему пальцу) (Рисунок 7). Если поражен безымянный палец, его следует прикрепить к пятому пальцу, потому что пятый палец вытянулся естественным образом и при обнажении легко повредить его.

Просмотр / печать Рисунок

Рисунок 7.

Бадди-тейп для лечения травм пальцев. (A) Самоклеящаяся пленка. (B) Застежка-липучка.

Рис. 7.

Бадди-тейп для лечения травм пальцев. (A) Самоклеящаяся пленка. (B) Липучка.

Пациенты с повреждениями боковых связок могут продолжать участвовать в спортивных мероприятиях, если позволяют симптомы. Если суставы нестабильны с активным диапазоном движений, пациентов следует направить к ортопеду или хирургу-ортопеду.При травмах коллатеральных связок у детей должен существовать низкий порог направления к специалистам, поскольку часто поражается пластинка роста.7,11

ТРАВМА ВОЛЯРНОЙ ПЛАСТИНЫ

Гиперэкстензия сустава пальца, например дорсальный вывих, может привести к повреждению ладонной пластинки ( Рисунок 8). Обычно поражается PIP-сустав, часто присутствует повреждение боковых связок. Ладонная пластинка может быть частично или полностью разорвана, с отрывным переломом или без него.11 Последующая потеря стабильности сустава может позволить сухожилию-разгибателю постепенно втянуть сустав в гиперэкстензию, вызывая деформацию.

Рис. 8.

Разрыв ладонной пластинки.

Максимальная болезненность будет обнаруживаться в ладонной части пораженного сустава. Полное разгибание и сгибание возможно при стабильном суставе. Коллатеральные связки следует проверять так же, как и при повреждениях коллатеральных связок. Рентгенограммы могут показать отрывной фрагмент у основания пораженной фаланги.

Стабильный сустав без большого отрывного фрагмента следует наложить шину прогрессивного разгибания («блочную шину») (рис. 9), начиная с 30 градусов сгибания7,22 в течение двух-четырех недель, в зависимости от тяжести травмы; должна последовать запись приятеля.Еженедельное увеличение разгибания дорсальной алюминиевой шины будет постепенно увеличивать диапазон движений22. При менее тяжелых травмах травмированный сустав следует фиксировать тейпом. Это ограничит некоторые расширения и обеспечит поддержку. Эти два метода могут позволить пациенту быстрее продолжить участие в спортивных мероприятиях; однако участие зависит от вида спорта и положения спортсмена; трудно заниматься спортом с согнутым суставом PIP. Критерии направления: нестабильный сустав или большой отрывной фрагмент.

Просмотр / печать Рисунок

Рисунок 9.

Прогрессивное разгибание с использованием дорсальной алюминиевой шины для улучшения диапазона движений.

Рис.

Вам так же может понравиться...

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *