ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕЖДУ СИЛОЙ ЗАХВАТА БОЛЬШОГО ПАЛЬЦА СТОПЫ И РАВНОВЕСИЕМ У ЛЮДЕЙ С САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ
Назад

Panagiotis E. Chatzistergos1, Aoife Healy, Roozbeh Naemi, Lakshmi Sundar2, 3 и др. 1Центр биомеханики и реабилитационных технологий при университете Стаффордшир,

Сток-он-Трент, Великобритания

2Диабетическая клиника Амбади Рамачандрана (A.R. Diabetes Hospitals), г. Ченнаи, Индия

3Индийское общество исследования диабета (India Diabetes Research Foundation), г. Ченнаи, Индия

Аннотация

Общие сведения. Сахарный диабет способствует ослаблению мышечной силы у пожилых людей и значительно повышает риск падения и получения травм. В частности, ослабление мышц нижней конечности является надежным предиктором падений. При этом в настоящее время в клинической практике отсутствует общепринятый метод количественной оценки этого ослабления. Тест на захват бумаги (ТЗБ) является методом качественной оценки силы подошвенного сгибателя большого пальца; применимость этого метода для прогнозирования падений была продемонстрирована на популяциях людей, не страдающих сахарным диабетом.

Предмет исследования. Цель настоящего исследования – проверить, можно ли использовать ТЗБ для количественной оценки силы нижней конечности, и исследовать связь этой силы с изометрической мышечной силой и равновесием у пациентов, страдающих диабетом и периферической невропатией.

Методы. Оценивалась изометрическая сила всех групп мышц голеностопа с использованием динамометра, была обследована группа из 69 человек с диабетом и невропатией.  С помощью системы оценки подошвенного давления измерялись постуральные колебания и усилие захвата при ТЗБ. Эти измерения проводились в рамках продольного обсервационного когортного исследования с регулярным интервалом, равным 18 месяцам.

Результаты. Кросс-секционный анализ исходных данных показал, что у пациентов, не прошедших ТЗБ, постуральные колебания более выражены. Анализ продольных данных показал статистически значимую связь между увеличением силы захвата большого пальца и уменьшением постуральных колебаний. Значимой связи между значениями силы, измеренной динамометром, и постуральными колебаниями не обнаружено. Сила захвата большого пальца значимо коррелировала с силой всех мышечных групп голеностопа.

Значение. Полученные результаты указывают, что сила захвата большого пальца позволяет оценить силу мышц голеностопа и потенциально может быть использована для выявления субъектов с повышенным риском падения. Это может служить основой для разработки новых протоколов обследования с целью определения степени ослабления мышц голеностопа и улучшения диагностики риска для людей, страдающих диабетом и периферической невропатией.

Ключевые слова:непреднамеренные падения, нижняя конечность, мышечная сила, тест на захват бумаги, постуральный баланс.

Введение

Сохранение равновесия – комплексный процесс, зависящий от взаимодействия сенсорной и скелетно-мышечной систем. По мере старения у человека происходит ряд физиологических изменений, нарушающих слаженную работу этих систем. С течением времени возрастные изменения складываются с кумулятивным эффектом различных клинических заболеваний, что ведет к повышенному риску падения [1].

Одним из условий, оказывающих существенное влияние на риск падения, является сахарный диабет [2]. Он ускоряет ослабление мышц нижних конечностей, что усложняет поддержание равновесия [3]. Еще одним фактором, способствующим падениям и связанным с диабетом, является периферическая невропатия (ПН). Она представляет собой общее осложнение диабета, которое приводит к постепенной потере соматосенсорной информации на уровне стоп и способствует увеличению постуральной неустойчивости [4], что также является надежным предиктором падений [5, 6]. Риск получения травмы в результате падения у пациентов с диабетом и ПН в 15 раз выше, чем у людей без ПН [7]. Частота падений в группе пожилых людей (старше 65 лет) с диабетом составляет 43 %, что делает эту популяцию основной целевой группой для тестирования методов, целью которых является предотвращение падений [2].

В общей сложности на настоящий момент выявлено более 25 индивидуальных факторов риска, приводящих к падению, причем ослабление мышц считается одним из наиболее важных [1, 8, 9]. Недавний систематический обзор и метаанализ данных о связи между мышечной слабостью и риском падений [9] позволил прийти к выводу, что ослабление мышц – особенно нижних конечностей – является надежным предиктором падений, и это ослабление необходимо диагностировать у пожилых людей из группы риска [9].

В настоящее время ослабление мышц у пожилых людей измеряют методом кистевой динамометрии. Этот метод очень прост, надежен и применим в клинических условиях [10]. Он способен значительно улучшить клиническую диагностику в случаях, когда важна сила всего тела (например, при обследовании для выявления астении). Тем не менее, это измерение не связано с задачей удержания равновесия, что уменьшает его значимость как предиктора падений [8-10]. Недавнее продольное когортное исследование ясно показало, что сила кистевого жима никак не связана с риском получения травмы в результате падения [10]. Кроме того, в одном из прежних исследований после сравнения прогностического потенциала показателей мышечной силы верхних конечностей по сравнению с нижними был сделан вывод, что показатели силы нижних конечностей являются более надежным предиктором падений, в том числе повторяющихся [9].

Тем не менее, в настоящее время в клинической практике не проводятся специальные количественные измерения для оценки нижних конечностей, в отличие от верхних. Широко применяемые измерения силы мышц бедер представляют собой измерения силы разгибания ноги и стопы с использованием сложных и дорогих изокинетических динамометров [9]. Несмотря на то, что изометрическую силу других мышечных групп можно оценить с помощью более простых и дешевых ручных динамометров, все эти измерения требуют хорошей подготовки персонала, что существенно ограничивает возможности применения этих методов за пределами специализированных учреждений [11].

Тест на захват бумаги (ТЗБ) был разработан в 1990-х годах У. Тевене (W.J. Theuvenet) и Р. В. Роше (R. W. Roche) в качестве средства для анализа паралича собственных мышц стопы пациентов, больных проказой [12]. По результатам раннее проведенного исследования было доказано, что этот тест способен точно выявлять мышечную слабость у людей, не страдающих диабетом [13]. Исследование с участием больных диабетом показало, что тест может быть полезен на ранних стадиях заболевания в качестве средства диагностики мышечного ослабления [14]. В ходе теста испытатель кладет небольшой кусок картона (размером с обычную визитную карточку) под большой палец испытуемого, дистально от плюснефалангового сустава. Затем испытатель начинает тянуть картон из-под пальца с нарастающим усилием, а испытуемый оказывает сопротивление. Тест считается пройденным, если испытуемому удалось удержать картон, и неуспешным, если не удалось. Недавнее исследование Хили (Healy) с соавт. [15] подтвердило эффективность ТЗБ как средства измерения мышечной силы у людей с диабетом и ПН и четко продемонстрировало, что этот тест обеспечивает косвенную оценку усилия захвата, которое испытуемый прикладывает во время теста (т.е. усилия захвата большого пальца). Хотя тест позволяет с надежностью определить, является ли сила мышц-сгибателей большого пальца больше или меньше порогового значения, само пороговое значение, по-видимому, зависит от техники и опытности испытателя [15]. Учитывая важность большого пальца для ходьбы и его роль в поддержании равновесия тела [16], эти результаты свидетельствуют о возможности применения ТЗБ для оценки ослабления мышц как части диагностики риска падения.

В этом контексте цели настоящего исследования – проверить гипотезу о том, что невыполнение ТЗБ связано с нарушениями равновесия, выяснить, могут ли изменения в силе захвата большого пальца служить признаком ухудшения равновесия или ослабления мышц у людей с диабетом и периферической невропатией. Способность к поддержанию равновесия оценивалась с помощью измерения постуральных колебаний. Известно, что нарушение зрения или ношение обуви с амортизирующей стелькой влияет на равновесие [6, 17-19], поэтому постуральные колебания измерялись и для этих условий.

Методы

Участники

Были отобраны 69 пациентов с сахарным диабетом 2-го типа и ПН (Диабетическая клиника, Ченнаи, Индия, таблица 1). Перед началом эксперимента было получено одобрение Комитета по этике клиники и информированное согласие участников в письменной форме.

Критериями участия являлись: 1) принадлежность к возрастной группе 18-80 лет; 2)диабет 2го типа в анамнезе; 3) недостаточная чувствительность в обеих стопах; 4) пальпируемая пульсация сосудов хотя бы в одном месте на каждой стопе. Критериями исключения являлись: 1) неспособность пройти самостоятельно хотя бы 10 м; 2) активная язва на стопе или наличие язв в прошлом; 3) инфекция стоп в активной фазе; 4) проводившиеся ранее операции на стопах; 5) сильная деформация стопы/стопа Шарко; 6) хронические заболевания почек; 7) состояние, влияющее на когнитивную функцию (болезнь Альцгеймера, деменция и т.п.).

В ходе испытаний проводилось измерение порога ощущения вибрации (ПОВ) для большого пальца, I, III и V плюсневых костей, продольного свода, пятки, тыльной стороны и лодыжки каждой стопы с помощью биотезиометра (производство Kody Medical Electronics Private Ltd, Ченнаи, Индия). В исследовательскую выборку были включены только пациенты со значением ПОВ > 25 В для всех протестированных зон на обеих стопах. Среднее значение ПОВ для каждого участника рассчитывалось путем усреднения результатов всех измерений.

Биомеханические измерения

Параметры постурального баланса, связанные с центром давления (ЦД), измерялись с помощью системы оценки подошвенного давления (система Matscan, производство Tekscan Inc., США). Участники вставали босыми на контактный коврик, расставив ноги на произвольное расстояние одна от другой, держа руки по бокам так, как им было удобно. Их просили стоять неподвижно и смотреть на определенную цель в течение 30 секунд, при этом распределение давления записывалось [18]. Цель находилась на сравнительно небольшом расстоянии от глаз (50 см), что увеличивало участие зрения в сохранении равновесия [20]. После короткого перерыва длительностью около 3 минут участники повторяли тот же тест с закрытыми глазами. Затем весь процесс повторялся, но теперь участники были в обуви, а именно в сандалиях одного и того же типа. Эти сандалии с толстой (10 мм), мягкой (твердость по Шору 11) и плоской стелькой выдавались в общем порядке пациентам с сахарным диабетом и невропатией (Рис. 1а).

Вычислялись диапазон колебаний ЦД (S_Area), амплитуда обратно-поступательного (AP_Exc) и бокового движения (ML_Exc) при тестах с открытыми и закрытыми глазами, в обуви и без (Рис. 1б). Все параметры постуральных колебаний рассчитывались при помощи модуля анализа колебаний в составе ПО Matscan (FScan Clinical 6.62, Tekscan Inc., США). Надежность данного метода стабилометрии подтверждена более ранними исследованиями [21], и он стандартно используется для измерения постуральных колебаний у пациентов как в обуви, так и без [18, 19, 22, 23].

Изометрическая сила основных мышечных групп стопы измерялась с помощью ручного динамометра (500 N Cytec, C.I.T. Technics, Centre for Innovative Technics, Нидерланды) по приложенному усилию [24]. Во время теста испытатель держал динамометр неподвижным и просил испытуемых приложить к динамометру максимальное усилие. Измерения мышечной силы выполнялись для обеих стоп согласно предварительно опубликованному протоколу тестирования [11].

Тестировались мцшечные группы, ответственные за: а) тыльное сгибание стопы; б) подошвенное сгибание стопы; в) инверсию стопы; г) эверсию стопы; д) подошвенное сгибание большого пальца; е) тыльное сгибание большого пальца; ж) подошвенное сгибание 2-5 пальцев; з) тыльное сгибание 2-5 пальцев. Каждое измерение повторялось 3 раза, после чего для каждой группы мышц подсчитывалось значение силы как среднее арифмитическое всех измерений [24].

ТЗБ также проводился для всех участников, а фактическая сила захвата, приложенная большим пальцем в ходе теста, измерялась напрямую с помощью той же системы оценки подошвенного давления [15]. Сила захвата большого пальца определялась как максимальная результирующая сила, действующая на площадь под ним во время ТЗБ. Для каждого участника производились 2 измерения (по одному на каждую стопу), после чего рассчитывалось их среднее значение.

В ходе теста испытатель помещал небольшой кусок картона (размером с визитную карточку) под большой палец испытуемого, дистально от плюснефалангового сустава. Участники сидели, при этом их тазобедренный, коленный и голеностопный суставы были расположены под углом 90°, а руки свободно свисали по бокам. Участники получили указание удерживать картон большим пальцем, прижав его к полу и не отрывая стопу от пола. Затем испытатель начинал тянуть картон из-под пальца испытуемого с нарастающим усилием, а испытуемый оказывал сопротивление. Тест считался пройденным, если испытуемому удалось удержать картон, и не пройденным, если не удалось. В ходе испытания у стопы не было дополнительной внешней фиксации [15].

Участников просили вернуться для повторных тестов через 3, 6, 9, 12 и 18 месяцев после первого теста. При каждом тесте все клинические и биомеханические процедуры диагностики повторялись.

Таблица 1. Профиль участников с разделением на сдавших и не сдавших тест

  ВсегоСданоНе сданор
N (м/ж) 69 (42/47)34 (27/7)35 (15/20) 
      
Возраст (лет) 58 (±8)58 (±8)58 (±8)0,909
      
ИМТ (кг/м2) 28 (±5)27 (±5)28 (±5)0,362
      
Продолжительность заболевания диабетом (лет) 12 (1-31) 10 (1-25) 12 (3-31)0,253
      
ПОВ (В) 80 (32-82)80 (36-82)80 (32-81)0,870
      
Сила захвата большим пальцем (Н) 36 (11-164)46 (17-164)28 (11-64)<0,001*
      
Мышечная сила (Н)Тыльное сгибание стопы116 (54-235)125 (72-235)102 (54-203)0,024*
      
 Подошв. сгибание стопы146 (68-272)159 (96-272)138 (68-200)0,011*
      
 Инверсия стопы83 (36-148)105 (40-148)68 (36-112)<0,001*
      
 Эверсия стопы88 (34-147)102 (62-147)83 (34-122)<0,001*
       
 Подошв. сгибание пальцев 2-592 (33-203)108 (44-203)83 (33-141)0,004*
       
 Тыльное сгибание пальцев 2-571 (32-142)87 (42-142)65 (32-104)0,003*
       
 Подошв. сгибание большого пальца101 (21-209)124 (60-209)92 (21-137)<0.001*
      
 Тыльное сгибание66 (24-128)82 (36-128)57 (24-108)0,003*
 большого пальца    

Представлено общее число участников в каждой группе (N) и количество мужчин/женщин (м/ж). Данные с нормальным и ненормальным распределением представлены с их средним (± среднеквадратическое отклонение) или медианой (мин.-макс.) соответственно. Все значения относятся к первичному тесту. ИМТ – индекс массы тела, ПОВ – порог ощущения вибрации. Также показана значимая разница (р) между пациентами, сдавшими и не сдавшими ТЗБ (Uкритерий Манна-Уитни). Статистически значимые корреляции (р < 0,05) отмечены знаком *.

Рисунок 1. Обувь, использованная для измерения равновесия обутого участника (а), и графическое представление типичного движения центра давления (ЦД) обутого участника (б). Показаны амплитуда возвратно-поступательного движения ЦД (AP_Exc), амплитуда бокового движения ЦД (ML_Exc) и диапазон движения ЦД (S_Area).

Статистический анализ

Нормальность распределения собранных данных оценивалась по критерию Шапиро-Уилка. Среднее (± среднеквадратическое отклонение) или медиана (диапазон) подсчитывались для данных с нормальным и ненормальным распределением соответственно.

Кросс-секционный анализ результатов первичного теста

Данные первичного теста анализировались с помощью коэффициента ранговой корреляции Спирмена для оценки взаимосвязи между силой захвата большого пальца, постуральными колебаниями и мышечной силой. После чего применялся критерий Манна-Уитни, чтобы выяснить, характерны ли для пациентов, не сдавших ТЗБ, более сильные постуральные колебания по сравнению с пациентами, сдавшими тест. При оценке результатов первичного теста провал ТЗБ по крайней мере одной стопой считался общим провалом. Различия между двумя группами участников (сдавших/не сдавших) анализировались отдельно для первичного теста и для каждого последующего.

Взаимосвязи между силой захвата большого пальца, постуральными колебаниями и мышечной силой

Для исследования взаимосвязи между изменением силы захвата большого пальца во времени, с одной стороны, и изменением постуральных колебаний или мышечной силы, с другой, использовался метод обобщенных оценочных уравнений (ООУ). Помимо силы захвата большого пальца при анализе также учитывались факторы возраста и продолжительности заболевания диабетом на момент первичного теста, а также средний ПОВ. С учетом возможных различий в мышечной силе между мужчинами и женщинами влияние пола на взаимосвязь силы захвата большого пальца и изометрической силы анализировалось с помощью отдельного набора моделей ООУ [25]. Также исследовалась связь между полученными с помощью динамометра показателями изометрической силы большого пальца и силы подошвенного сгибания 2-5 пальцев, с одной стороны, и постуральными колебаниями, с другой.

Адекватность оценивалась путем расчета значения R2 для фиксированных эффектов (marginal

R2, R2фикс) как расширения R2-статистики для моделей ООУ. При расчете R2фикс адекватность модели ООУ данным сравнивалась с простыми моделями без предикторов, имеющими положительные значения R2фикс, что позволило сделать вывод о большей адекватности модели ООУ. Статистический анализ выполнялся при помощи ПО IBM® SPSS®v.25.

Результаты

Из 69 участников (Таблица 1) только 9 присутствовали на всех 5 тестах. Общее число участников, вернувшихся для прохождения теста через 3, 6, 9, 12 и 18 месяцев после первого, составило 50, 44, 29, 16 и 29 человек соответственно.

Кросс-секционный анализ первичных измерений

Группировка участников по результатам ТЗБ показала, что 34 человека сдали тест, 35 – нет. Участники обеих групп имели одинаковый средний возраст, медианный ПОВ и очень близкие показатели длительности диабета и ИМТ. Как и ожидалось, в группе, не сдавшей ТЗБ, сила захвата большого пальца и изометрическая мышечная сила оказались существенно ниже (Таблица 1).

Коэффициент ранговой корреляции Спирмена показал, что сила захвата большого пальца значимо коррелировала с изометрической силой всех групп мышц голеностопа, измеренной динамометром, причем большая сила захвата большого пальца всегда соответствовала большей мышечной силе (Таблица 2). Измерения силы захвата большого пальца и постуральных колебаний не показали ни сильной, ни умеренной корреляции между этими показателями. В единственном случае была обнаружена слабая отрицательная корреляция, а именно между силой захвата большого пальца и амплитудой постуральных колебаний при тестах в обуви и с закрытыми глазами (Таблица 2).

Применение U-критерия Манна-Уитни показало, что для участников, не сдавших первичный тест, были характерны более сильные постуральные колебания, чем для участников в обуви, причем эта разница была статистически значима (р < 0,05) (Таблица 3). Диапазон колебаний (S_Area), амплитуды обратно-поступательного (AP_Exc) и бокового движения (ML_Exc) при измерениях с открытыми глазами у участников, не сдавших тест, оказались выше соответственно на 26 % (Z = 2,563, p = 0,010), 21 % (Z = 2,154, p = 0,031) и 13 % (Z = 2,304, p = 0,021). При измерениях с закрытыми глазами различия между сдавшими и не сдавшими тест оказались еще больше, составив 97 % (Z = 3,493, p < 0,001), 57 % (Z = 3,241, p = 0,001) и 15 % (Z = 2,497, p = 0,013) для S_Area, AP_Exc и ML_Exc соответственно. Хотя эта тенденция наблюдалась и для измерений в обуви, а медиана всех параметров постуральных колебаний оказалась выше в группе не сдавших, ни одно из этих различий не было статистически значимым (Таблица 3).

Различия между этими 2 группами сохранялись и при последующих тестах. Так, при измерениях без обуви у участников, не сдавших ТЗБ, был выявлен значительно больший диапазон колебаний (S_Area) и амплитуда бокового движения (ML_Exc) во время теста через 3 месяца и значительно больший диапазон колебаний (S_Area) через 6 месяцев. При измерениях в обуви у участников, не сдавших ТЗБ, через 6 месяцев был обнаружен значительно больший диапазон колебаний (S_Area). Все различия в мышечной силе сохранились и при измерениях через 3 и 6 месяцев. Наконец, сила тыльного сгибания большого пальца оказалась существенно ниже в группе, не сдавшей ТЗБ, через 18 месяцев. Связь между силой захвата большого пальца, постуральными колебаниями и мышечной силой

Проведенный по модели ООУ анализ продольных данных показал, что сила захвата большого пальца существенно коррелировала с 8 из 12 измеренных параметров постуральных колебаний (Таблица 4) и с силой всех 8 тестируемых мышечных групп (Таблица 5). В случае постуральных колебаний коэффициенты регрессии (В) были постоянно отрицательными (Таблица 4), тогда как для мышечной силы они были постоянно положительными (Таблица 5). Это означает, что увеличение силы захвата большого пальца со временем коррелирует с увеличением изометрической мышечной силы и уменьшением постуральных колебаний. Подобным образом уменьшение силы захвата большого пальца со временем коррелирует с уменьшением изометрической мышечной силы и увеличением постуральных колебаний. Во всех случаях, когда эффект силы захвата большого пальца был значительным, значения R2фикс были больше нуля, что означает, что модели ООУ лучше предсказывают изменения средних для данной группы, чем модель без предикторов. Добавление пола к числу факторов ООУ не повлияло на значимость силы захвата большого пальца для прогнозирования изменений среднего значения изометрической мышечной силы, но существенно уменьшило адекватность модели. R2фикс в моделях, включавших информацию о поле участников, всегда было негативным, что означает, что простая модель без предикторов лучше соответствует данным. Значимой связи между изменениями изометрической мышечной силы подошвенных сгибателей большого пальца или 2-5 пальцев и каким-либо параметром постуральных колебаний не обнаружено.

Дискуссия

В этом исследовании ТЗБ использовался для фиксации одного качественного (сдал/не сдал) и одного количественного показателя силы (а именно, силы захвата большого пальца), а также для исследования их связи с изометрической силой голеностопа и постуральными колебаниями.

Результат теста по параметру «сдал/не сдал» применялся для разделения испытуемых на две группы со значительными различиями в характеристиках силы и равновесия. Участники, не сдавшие первичный ТЗБ, обладали существенно меньшей изометрической силой всех мышечных групп голеностопа и меньшей силой захвата большого пальца (Таблица 1). В отношении равновесия у участников, не сдавших ТЗБ, также наблюдались значительно большие постуральные колебания при первичных измерениях в обуви (Таблица 3). Подобные различия также были выявлены по результатам последующих тестов (поддержание равновесия в обуви), показавших связь между ТЗБ и поддержанием равновесия.

Таблица 2. Статистически значимые корреляции между силой захвата большого пальца и изометрической силой различных мышечных групп, а также между силой захвата большого пальца и постуральными колебаниями

  Мышечная группаrsNр
Сила захвата большого пальцаИзометрическая силаПодошвенные сгибатели                            большого пальца0,54454< 0,001
      
  Разгибатели большого пальца0,57454< 0,001
      
  Подошвенные сгибатели 2-5 пальцев0,50554< 0,001
      
  Разгибатели 2-5 пальцев0,57454< 0,001
      
  Мышцы-вращатели стопы0,56254< 0,001
      
  Мышцы-инверторы стопы0,54954< 0,001
      
  Мышцы-сгибатели стопы0,45654< 0,001
      
  Мышцы-разгибатели стопы0,440540,001
      
 Постуральные колебанияДиапазон        колебаний (S_Area) (в обуви/с закр. глазами)-0,26869 0,026 

Сила захвата большого пальца измерялась с помощью ТЗБ, а изометрическая сила – с помощью ручного динамометра. Постуральные колебания измерялись с помощью системы оценки подошвенного давления. Представлены коэффициент корреляции (rs), объем выборки

(N) и р-уровень значимости (р < 0,05) коэффициента ранговой корреляции Спирмена. Для постуральных колебаний статистически значимая корреляция была выявлена только для диапазона перемещения ЦД (S_Area) при измерениях в обуви и с закрытыми глазами. Таблица 3. Измерения постуральных колебаний для всех участников выборки и разница между сдавшими и не сдавшими тест

   ВсегоСданоНе сданор
Без обуви  Откр. гл.Диапазон1,36 (0,1-9,3)1,2 (0,4-6,7)
1,6 (0,1-9,3) 0,108      
  Возвр.-пост.2,14 (1,0-4,4)2,1 (1,2-4,3)2,4 (1,0-4,4)0,160
       
  Боковые1,82 (0,8-8,3)1,7 (0,8-2,8)1,9 (1,0-8,3)0,069
       
 Закр. гл.Диапазон1,66 (0,2-14,4)1,5 (0,2-8,5)1,9 (0,6-14,4)0,110
       
  Возвр.-пост.2.49 (1.3-5.6)2.4 (1.3-4.6)2.7 (1.7-5.6)0,089
       
  Боковые1.82 (0.5-9.5)1.8 (0.5-3.7)1.9 (1.0-9.5)0,212
       
В обувиОткр. гл.Диапазон1.7 (0.6-9.1)1.4 (0.7-5.9)2.1 (0.6-9.1)0,010*
       
  Возвр.-пост.2.5 (1.5-6.5)2.3 (1.5-4.1)2.8 (1.5-6.5)0,031*
       
  Боковые2.0 (1.0-7.9)1.9 (1.0-3.7)2.2 (1.2-7.9)0,021*
       
 Закр. гл.Диапазон2.0 (0.5-12.2)1.6 (0.5-3.4)3.3 (0.7-12.2)<0.001*
       
  Возвр.-пост.2.9 (1.5-8.9)2.5 (1.5-4.6)4.0 (1.9-8.9)0,001*
       
  Боковые1.8 (0.7-5.7)1.8 (0.7-2.8)2.1 (1.0-5.7)0,013*

Количественные показатели постуральных колебаний представлены с помощью величин диапазона перемещения центра давления (ЦД) (диапазон), амплитуды возвратнопоступательных (возвр.-поступ.) и боковых перемещений. Показаны результаты для измерений с открытыми глазами, закрытыми глазами, без обуви и в обуви. Указаны значения для первичного теста. Также представлена значимость разницы (р) между сдавшими и не сдавшими ТЗБ при первичном измерении (U-критерий Манна-Уитни). Статистически значимая разница (p < 0,05) отмечена знаком *.

Изучение постуральных колебаний для участников в обуви особенно важно для людей, страдающих сахарным диабетом и невропатией. В рамках стандартной медицинской практики пациентам с диабетом и ПН рекомендуется не ходить босиком (ни в помещении, ни на улице), и им в общем порядке выдается обувь с толстой смягчающей подложкой или стелькой [18]. Однако эти смягчающие подложки, распределяющие подошвенную нагрузку для защиты стопы, воздействуют и на баланс тела и могут увеличивать риск падения [17]. В частности, было установлено, что ношение обуви с толстой и мягкой стелькой увеличивает постуральные колебания [18, 19]. Это наблюдение было подтверждено результатами настоящего исследования, участники которого демонстрировали большую устойчивость без обуви, чем в обуви (Таблица 3).

Таблица 4. Результаты продольного анализа ООУ на корреляцию между силой захвата большого пальца и параметрами постуральных колебаний

  NB95% ДИ по методу ВальдаЗначимостьR2фикс
    Ниж. пределВерх. предел  
Без обуви   Откр. гл.Диапазон196 
-0,0010,0060,00 40,762- 0,250        
  Возвр.пост.1960,000-0,0020,0030,7360,006
         
  Боковые196-0,003-0,0050,0000,030*0,023
         
 Закр. гл.Диапазон196-0,005-0,009-0,0010,019*0,031
         
  Возвр.пост.196-0,002-0,0040,0000,0990,031
         
  Боковые196-0,001-0,0040,0020,3890,021
         
В обувиОткр. гл.Диапазон196-0,009-0,014-0,005<0,001*0,045
         
  Возвр.пост.196-0,003-0,005-0,0010,001*0,029
         
  Боковые196-0,004-0,006-0,002<0,001*0,037
         
 Закр. гл.Диапазон196-0,009-0,014-0,0030,001*0,075
         
  Возвр.пост.196-0,003-0,0050,0000,020*0,063
         
  Боковые196-0,005-0,008-0,0020,003*0,028
         

Количественные показатели постуральных колебаний при измерениях с открытыми глазами, закрытыми глазами, без обуви и в обуви представлены с помощью диапазона перемещения центра давления (ЦД) (диапазон), амплитуд возвратно-поступательных (возвр.-поступ.) и боковых перемещений ЦД. Представлены общее число наблюдений (N) для каждого применения модели ООУ, результирующий коэффициент регрессии В, его доверительный интервал и уровень значимости. Статистически значимые корреляции (со значимостью < 0,05) отмечены знаком *. Также представлены значения R2 для фиксированных эффектов

(R2фикс), позволяющие оценить адекватность конечной модели ООУ. Помимо силы захвата большого пальца, в моделях ООУ также учитывались эффекты возраста и длительности заболевания диабетом на момент первичного теста, а также эффект среднего ПОВ. Таблица 5. Результаты продольного анализа ООУ на корреляцию между силой захвата большого пальца и изометрической силой мышц стопы и голеностопа, измеренной динамометром

 NB95% ДИ по методу ВальдаЗначимостьR2фикс
   Ниж. пределВерх. предел 
       
Разгибание стопы1900,0040,0020,005< 0,001*0,133
       
Сгибание стопы1900,0030,0020,004< 0,001*0,143
       
Инверсия стопы1900,0050,0030,006< 0,0010,144
       
Вращение (эверсия) стопы1900,0050,0030,007< 0,001*0,202
       
Подошв. сгибание 2-5 пальцев1900,0040,0020,006< 0,001*0,195
       
Разгибание 2-5 пальцев1900,0050,0030,006< 0,001*0,156
       
Подошв. сгибание большого пальца1900,0040,0020,005< 0,001*0,184
       
Разгибание большого пальца1900,0060,0040,008< 0,001*0,168
       

Представлены общее число наблюдений (N) для каждого применения модели ООУ, результирующий коэффициент регрессии В, его доверительный интервал и уровень значимости. Статистически значимые корреляции (со значимостью < 0,05) отмечены знаком

*. Также представлены значения R2 для фиксированных эффектов (R2фикс), позволяющие оценить адекватность конечной модели ООУ. Помимо силы захвата большого пальца, в моделях ООУ также учитывались эффекты возраста и длительности заболевания диабетом на момент первичного теста, а также эффект среднего ПОВ.

Значение ТЗБ для качественной оценки равновесия ранее было продемонстрировано для популяций, не страдающих диабетом [26]. Однако данное исследование впервые предоставляет доказательства наличия этой связи и для людей, страдающих диабетом и ПН. Ранее также было доказано, что результаты ТЗБ в виде «сдал /не сдал» позволяют идентифицировать людей с силой большого пальца больше или меньше порогового значения [15]. Хотя качественный характер этого теста не препятствует его применению для выявления серьезной мышечной дисфункции типа паралича [12], однако в случаях, когда требуется более детерминированная оценка, его применение ограничено.

Это ограничение можно преодолеть путем измерения силы захвата большого пальца при ТЗБ [13, 15]. С этой целью Menz с соавт. использовали ТЗБ для оценки ослабления мышцсгибателей большого пальца и других пальцев стопы в популяции пожилых людей [13, 26]. Чтобы измерить силу именно этих групп мышц, Menz с соавт. предложили минимизировать участие других мышц за счет ручной фиксации стопы испытуемого во время теста [13, 26]. Ослабление мышц больше всего способствует увеличению риска падений, и в прежних исследованиях была установлена роль различных групп мышц как независимых предикторов падения [26-28]. В одном из исследований популяции диабетиков было установлено, что сила мышц-разгибателей стопы может быть потенциально использована в качестве параметра при идентификации индивидов с высоким риском потери равновесия [27]. В то же время при исследованиях популяций индивидов, не страдающих диабетом, было установлено, что одна только сила сгибателей 2-5 пальца [26] или большого пальца стопы не может выступать независимым предиктором падений [28].

Учитывая, что на основе имеющейся литературы ни одну группу мышц нельзя считать наиболее важным предиктором нарушения баланса и падений, мы приняли решение использовать в данном исследовании ТЗБ для оценки силы всего голеностопа, а не только мышц-сгибателей большого пальца или 2-5 пальцев стопы. Для этого участники получили указание не отрывать стопу от пола при отталкивании большим пальцем, но испытатель не фиксировал стопу. Мы исходили из гипотезы, что для успешного выполнения этой задачи участникам было необходимо принять устойчивое положение, что неизбежно потребовало бы активации всех мышечных групп голеностопа.

Справедливость этой гипотезы подкрепляется результатами данного исследования. В частности, кросс-секционный анализ взаимосвязи между силой захвата большого пальца и изометрической мышечной силой при первичном тесте показал значимые корреляции со всеми мышечными группами голеностопа (Таблица 2). Эти корреляции указывают, что для индивидов, обладающих более высокой силой захвата большого пальца, характерна большая изометрическая сила мышц голеностопа.

Для исследования вопроса можно ли использовать силу захвата большого пальца стопы для наблюдения изменений мышечной силы, проводился продольный анализ. Результаты показали, что в тестируемой популяции сила захвата большого пальца служила значимым предиктором изменений изометрической мышечной силы. Как и при кросс-секционном анализе, эта взаимосвязь оказалась значимой для всех мышечных групп голеностопа (Таблица 5).

Эти результаты свидетельствуют о том, что сила захвата большого пальца, проанализированная в нашем исследовании, является показателем силы не только этого пальца, но соотносится с силой всего голеностопа. Хотя определение количественных параметров участия различных мышечных групп при ТЗБ не входило в задачи настоящего исследования, для полного понимания роли различных мышечных групп и параметров, влияющих на силу захвата большого пальца, необходимы дальнейшие изыскания, включая ЭМГ.

В данном исследовании изометрическая мышечная сила с доказанной надежностью оценивалась с помощью ручного динамометра по принятому протоколу (на основе приложенного усилия) с целью диагностики ослабления голеностопа и эффекта, оказываемого упражнениями [24]. В рамках этого метода испытатель фиксирует руками динамометр и ногу пациента во время теста. Возможные ошибки испытателя ставят под сомнение изометрический характер мышечных сокращений и значительно влияют на надежность результатов измерений [24]. Элемент зависимости от испытателя и обусловленная этим степень надежности реализации теста ограничивают применимость измерений силы голеностопа в клинической практике. Тогда как измерение силы захвата большого пальца при помощи ТЗБ не зависит от силы испытателя и не требует ручной фиксации стопы, что существенно повышает его пригодность в качестве клинического теста. В отношении равновесия при начальном тесте было установлено, что сила захвата большого пальца не является достоверным признаком плохого постурального баланса. Действительно, была обнаружена слабая корреляция между одним из параметров постуральных колебаний и силой захвата большого пальца. Напротив, анализ продольных данных на основе ООУ показал, что наблюдение за силой захвата большого пальца можно использовать для предсказания изменений постуральных колебаний во времени. В частности, удалось установить значимую связь между уменьшением силы захвата большого пальца и увеличением постуральных колебаний в обследуемой популяции (Таблица 4). Этот результат открывает возможность использования силы захвата большим пальцем для выявления индивидов, теряющих способность к поддержанию равновесия.

В отличие от силы захвата большого пальца, между изометрической силой подошвенного сгибателя большого пальца или подошвенного сгибателя 2-5 пальцев и каким-либо параметром постуральных колебаний не было обнаружено значимой взаимосвязи. Ее отсутствие было характерно как для кросс-секционного, так и для продольного анализа. Тот факт, что с постуральными колебаниями коррелировала не изометрическая сила большого пальца, а сила его захвата, поддерживает гипотезу о том, что этот показатель соотносится не только с большим пальцем. Видимо, сила захвата большого пальца является одной из характеристик силы, которая ответственна за активацию и контроль всех мышц голеностопа для поддержания контакта с землей в той же мере, что и за создание высокого момента вращения в I плюснефаланговом суставе.

В данном исследовании постуральные колебания применялись в качестве показателя способности участников поддерживать равновесие; в предыдущих исследованиях они использовались для косвенного анализа риска падения [4, 7, 29]. В дальнейших исследованиях падений в качестве основного критерия эффективности будет необходимо определить, действительно ли сила захвата большого пальца является предиктором падений. Это поможет разработать простое клиническое средство, пригодное для применения в любых условиях не только для выявления людей с риском падения, но и для оценки эффективности лечебных упражнений при ведении пациента.

Основное ограничение представленного здесь метода измерения силы захвата большого пальца обусловлено использованием динамометрической платформы. Необходимость подобного специализированного оборудования ограничивает клиническую применимость и потенциальную ценность данного метода для медицинской практики. Хотя динамометрические платформы есть в большинстве специализированных клиник для больных диабетом, требуются альтернативные способы надежного измерения силы захвата большого пальца с применением оборудования, доступного в различных клинических условиях.

Другим важным критерием клинической применимости служит длительность тестирования. В соответствии с принятыми клиническими протоколами для подобных исследований, сила захвата большого пальца оценивалась для каждой стопы лишь однократно с общей продолжительностью тестирования менее 5 минут [30]. Тогда как в других случаях применения ТЗБ на каждого участника приходилось до 3 попыток [12, 13]. Необходимы дальнейшие исследования для обоснования минимального числа попыток, требуемых для надежной оценки силы захвата большого пальца.

Результаты данного исследования указывают, что сила захвата большого пальца является индикатором силы голеностопа и может применяться для выявления его ослабления и оценки эффективности упражнений для развития силы. Кроме того, значимая взаимосвязь между силой захвата большого пальца и постуральными колебаниями демонстрирует потенциал применения этой силы как инструмента обследования для выявления индивидов с диабетом и невропатией, теряющих способность к поддержанию устойчивости и имеющих повышенный риск падения.

Литература

1. T.A. Soriano, L.V. DeCherrie, D.C. Thomas, Falls in the community-dwelling older adult: a review for primary-care providers, Clin. Interv. Aging 2 (2007) 545–554 doi:10.2147/CIA.S1080.

  • L.M. Tilling, K. Darawil, M. Britton, Falls as a complication of diabetes mellitus inolder people, J. Diabetes Complic. 20 (2006) 158–162, https://doi.org/10.1016/j. jdiacomp.2005.06.004.
  • S. Park, B. Goodpaster, E. Strotmeyer, L. Kuller, R. Broudeau, C. Kammerer, N. De

Rekeneire, T. Harris, A. Schwartz, F. Tylavsky, Y. Cho, A. Newman, Accelerated Loss of skeletal muscle strength in older adults with type 2 diabetes the health, aging, and body composition study, Diabetes Care 30 (2007) 1507–1512 doi:10.2337/dc06-2537.Additional.

  • H. Corriveau, F. Prince, R. Hébert, M. Raîche, D. Tessier, P. Maheux, J.L. Ardilouze,

Evaluation of postural stability in elderly with diabetic neuropathy, Diabetes Care 23 (2000) 1187–1191 doi:10.2337/diacare.23.8.1187.

  • S.R. Lord, J.A. Ward, P. Williams, K.J. Anstey, Physiological factors associated withfalls in older community-dwelling women, J. Am. Geriatr. Soc. 42 (1994) 1110–1117 (Accessed 9 April 2018), http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/

7930338.

  • C.T. Bonnet, C. Ray, Peripheral neuropathy may not be the only fundamental reasonexplaining increased sway in diabetic individuals, Clin. Biomech. Bristol Avon (Bristol, Avon) 26 (2011) 699–706, https://doi.org/10.1016/j.clinbiomech.2011.

03.004.

  • P.R. Cavanagh, J.A. Derr, J.S. Ulbrecht, R.E. Maser, T.J. Orchard, Problems withgait and posture in neuropathic patients with insulin-dependent diabetes mellitus, Diabet. Med. 9 (1992) 469–474 (accessed April 9, 2018), http://www.ncbi.nlm.nih. gov/pubmed/1611836.
  • M. Pijnappels, J.C.E. van der Burg, N.D. Reeves, J.H. van Dieën, Identification of elderly fallers by muscle strength measures, Eur. J. Appl. Physiol. 102 (2008) 585–592, https://doi.org/10.1007/s00421-007-0613-6.
  • J.D. Moreland, J.A. Richardson, C.H. Goldsmith, C.M. Clase, Muscle weakness andfalls in older adults: a systematic review and meta-analysis, J. Am. Geriatr. Soc. 52 (2004) 1121–1129, https://doi.org/10.1111/j.1532-5415.2004.52310.x.
  • D.P. Leong, K.K. Teo, S. Rangarajan, P. Lopez-Jaramillo, A. Avezum, A. Orlandini,

P. Seron, S.H. Ahmed, A. Rosengren, R. Kelishadi, O. Rahman, S. Swaminathan,

R. Iqbal, R. Gupta, S.A. Lear, A. Oguz, K. Yusoff, K. Zatonska, J. Chifamba,

E. Igumbor, V. Mohan, R.M. Anjana, H. Gu, W. Li, S. Yusuf, Prognostic value of grip strength: findings from the Prospective Urban Rural Epidemiology (PURE) study, Lancet 386 (2015) 266–273, https://doi.org/10.1016/S0140-6736(14)62000-6.

  • M.J. Spink, M.R. Fotoohabadi, H.B. Menz, Foot and ankle strength assessment usinghand-held dynamometry: reliability and age-related differences, Gerontology 56 (2010) 525–532 doi:10.1159/000264655.
  • M.M. de Win, W.J. Theuvenet, P.W. Roche, R.A. de Bie, H. van Mameren, The papergrip test for screening on intrinsic muscle paralysis in the foot of leprosy patients, Int. J. Lepr. Other Mycobact. Dis. 70 (2002) 16–24.
  • H.B. Menz, V.Z. Gerard, S.E. Munteanu, G. Scott, Plantarflexion strength of the toes:

age and gender differences and evaluation of a clinical screening test, Foot Ankle Int. 27 (2006) 1103–1108 doi:10.1177/107110070602701217.

  • R. Mahieu, M.N.O. Coenen, T. van Bemmel, H.J. van der Zaag-Loonen,

W.J. Theuvenet, Detecting intrinsic muscle weakness of the hallux as an addition to early-stage screening of the feet in patients with diabetes, Diabetes Res. Clin. Pract.

119 (2016) 83–87, https://doi.org/10.1016/j.diabres.2016.07.007.

[15] A. Healy, R. Naemi, L. Sundar, P. Chatzistergos, A. Ramachandran,

N. Chockalingam, Hallux plantar flexor strength in people with diabetic neuropathy:

validation of a simple clinical test, Diabetes Res. Clin. Pract. 144 (2018) 1–9, https://doi.org/10.1016/j.diabres.2018.07.038.

  • S.-W. Chou, H.-Y.K. Cheng, J.-H. Chen, Y.-Y. Ju, Y.-C. Lin, M.-K.A. Wong, The roleof the great toe in balance performance, J. Orthop. Res. 27 (2009) 549–554, https://doi.org/10.1002/jor.20661.
  • J.M. Hijmans, J.H.B. Geertzen, P.U. Dijkstra, K. Postema, A systematic review of theeffects of shoes and other ankle or foot appliances on balance in older people and people with peripheral nervous system disorders, Gait Posture 25 (2007) 316–323, https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2006.03.010.
  • J. Paton, S. Glasser, R. Collings, J. Marsden, Getting the right balance: insole designalters the static balance of people with diabetes and neuropathy, J. Foot Ankle Res.

9 (2016) 40, https://doi.org/10.1186/s13047-016-0172-3.

  • A. Brenton-Rule, S. D’Almeida, S. Bassett, M. Carroll, N. Dalbeth, K. Rome, The effects of sandals on postural stability in patients with rheumatoid arthritis: an exploratory study, Clin. Biomech. Bristol Avon (Bristol, Avon) 29 (2014) 350–353, https://doi.org/10.1016/j.clinbiomech.2013.12.006.
  • T.T. Lê, Z. Kapoula, Role of ocular convergence in the Romberg quotient, GaitPosture 27 (2008) 493–500, https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2007.06.003.
  • A. Brenton-Rule, J. Mattock, M. Carroll, N. Dalbeth, S. Bassett, H.B. Menz, K. Rome,Reliability of the TekScan MatScan® system for the measurement of postural stability in older people with rheumatoid arthritis, J. Foot Ankle Res. 5 (2012) 5–9 doi:10.1186/1757-1146-5-21.
  • A. Brenton-Rule, S. Bassett, A. Walsh, K. Rome, The evaluation of walking footwearon postural stability in healthy older adults: an exploratory study, Clin. Biomech.

Bristol Avon (Bristol, Avon) 26 (2011) 885–887, https://doi.org/10.1016/j. clinbiomech.2011.03.012.

  • J.S. Chern, H.S. Chang, C.W. Lung, C.Y. Wu, S.F. Tang, Static ankle-foot orthosisimproves static balance and gait functions in hemiplegic patients after stroke, Proc. Annu. Int. Conf. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. EMBS (2013) 5009–5012 doi:10.1109/ EMBC.2013.6610673.
  • P.W. Stratford, B.E. Balsor, A comparison of make and break tests using a hand-helddynamometer and the kin-com, J. Orthop. Sport. Phys. Ther. 19 (1994) 28–32 doi:10.2519/jospt.1994.19.1.28.
  • B. Zheng, Summarizing the goodness of fit of generalized linear models for longitudinal data, Stat. Med. 19 (2000) 1265–1275 (Accessed 19 September 2018). http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10814976.
  • H.B. Menz, M.E. Morris, S.R. Lord, Foot and ankle risk factors for falls in olderpeople: a prospective study, J. Gerontol. Ser. A Biol. Sci. Med. Sci. 61 (2006) 866–870, https://doi.org/10.1093/gerona/61.8.866.
  • C. MacGilchrist, L. Paul, B.M. Ellis, T.E. Howe, B. Kennon, J. Godwin, Lower-limbrisk factors for falls in people with diabetes mellitus, Diabet. Med. 27 (2010) 162–168 doi:10.1111/j.1464-5491.2009.02914.x.
  • K.J. Mickle, B.J. Munro, S.R. Lord, H.B. Menz, J.R. Steele, ISB Clinical BiomechanicsAward, Toe weakness and deformity increase the risk of falls in older people, Clin.

Biomech. Bristol Avon (Bristol, Avon) 24 (2009) (2009) 787–791, https://doi.org/

10.1016/j.clinbiomech.2009.08.011.

  • R.V. Kanade, R.W.M. Van Deursen, K.G. Harding, P.E. Price, Investigation ofstanding balance in patients with diabetic neuropathy at different stages of foot complications, Clin. Biomech. Bristol Avon (Bristol, Avon) 23 (2008) 1183–1191, https://doi.org/10.1016/j.clinbiomech.2008.06.004.
  • J.I. Thomas, J.V. Lane, A pilot study to explore the predictive validity of 4 measuresof falls risk in frail elderly patients, Arch. Phys. Med. Rehabil. 86 (2005) 1636–1640, https://doi.org/10.1016/j.apmr.2005.03.004.
Назад