Организация стояния и ходьбы ребенка

Стояние

Стояние является референтным положением для осуществления движений конечностями. Качество стояния связано с поддержанием равновесия, которое у первоход а обусловлено высоким положением ОЦМ на уровне позвонка D12, недоразвитием вестибулярного аппарата и большой амплитудой колебаний тела. Удержание тела в вертикальном положении представляет собой реакцию всей кинематической цепи. У ребенка имеется позная синергия в виде сгибания ног в тазобедренном и коленном суставах и разгибания в голеностопном суставе, а также отведение бедер, что вызывает понижение ОЦМ. Слегка согнутое положение ног удерживается за счет высокой активности медиальной головки четырехглавой мышцы бедра. Контроль за устойчивостью тела начинается с выбора референтного положения, которое связано с этапом развития организма, сложностью двигательной задачи и влиянием внешних факторов. В качестве референтного сегмента, вокруг которого строятся все движения, выступают либо по отдельности таз и голова, либо целиком все туловище. После выбора референтного сегмента начинается освоение степеней свободы во всех кинематических звеньях ОДС.

Устойчивость тела в стоянии реализуется в Н-стратегии тазобедренного сустава и А-стратегии голеностопного суставов. Это целостные единицы двигательного управления, сочетающиеся в ходе одного двигательного акта. Согласно стратегии тазобедренного сустава, голова и туловище представляют собой единый сегмент, который вращается вокруг осей тазобедренных суставов, как обратный маятник вокруг неподвижного сегмента, представленного обеими нижними конечностями.

В тазобедренном суставе происходят относительно быстрые движения. Стратегия тазобедренного сустава осуществляется на основании импульсов от вестибулярного аппарата. Согласно стратегии голеностопного сустава, все тело в виде головы, туловища, бедер и голеней объединено в целостный сегмент, который вращается как обратный маятник вокруг осей голеностопных суставов на неподвижных стопах. В голеностопном Суставе осуществляются относительно медленные движения. Для стратегии голеностопного сустава имеют значение импульсы от проприорецепторов в мышцах голени и стопы, реагирующих на переход тела из одного положения в другое. Наиболее быстро реагирующими и чувствительными к давлению являются рецепторы Пачини. В раннем детском возрасте одним из механизмов поддержания равновесия являются тонические постуральные рефлексы со стопы. У первохода эверсионный рефлекс вызывает сокращение мышц-разгибателей и обеспечивает выпрямление нижней конечности для поддержания вертикального положения тела. В более старшем возрасте инверсионный и хватательный рефлексы способствуют сокращению задней группы мышц и сгибанию в коленном суставе для активного управления уровнем ОЦМ.

В поддержании вертикального положения участвуют все сегменты ОДС. В процессе стояния информация от рецепторов поступает в ЦНС, где состояние сегментов тела оценивается относительно референтного положения тела как бессознательно, так сознательно. В результате интеграции информации от всех рецепторов в ЦНС происходит определение главного вектора смещения тела, после чего следует единая команда для одновременной активации всех необходимых мышц туловища и конечностей. Степень активности всех мышц скоординирована. В результате сокращения мышц в одних звеньях кинематической цепи происходит ограничение избыточных степеней свободы, а в других звеньях возникает движение, что результируется в поддержании тела в правильном положении. Равновесие в стоянии достигается благодаря равенству моментов ОЦМ и центра давления (ЦД), который является точкой приложения равнодействующей реакции опоры. В устойчивом положении тела ОЦМ в горизонтальной плоскости находится в центральной части площади опоры между двумя стопами, а в сагиттальной приходится на середину свода стопы. В процессе поддержания равновесия при колебаниях тела вокруг осей в суставах изменяются моменты ОЦМ и ЦД.

Поддержание равновесия осуществляется под действием внутренних сил в зависимости от скорости изменения положения тела. При медленных колебаниях тела применяется А-стратегия. Это универсальный инструмент регуляции позы. Реакция кинематической цепи начинается в голеностопном суставе, а затем переходит на коленный и тазобедренный суставы. При отклонении тела вперед происходит выход ОЦМ впереди от ЦД и потеря телом равновесия. Идет возбуждение проприорецепторов задней группы мышц голени, связок голеностопного сустава, кожи на подошвенной поверхности переднего отдела стопы. В результате интеграции в ЦНС импульсов от всех рецепторов происходит сокращение задней группы мышц голени, сгибание стопы в голеностопном суставе и отталкивание стопой от опоры. ЦД смещается по стопе в заднем направлении. Тело получает импульс ускорения в направлении спереди назад и совершает колебание в заднем направлении вокруг осей в голеностопных суставах. ОЦМ смещается назад на свое прежнее положение. При недостаточности сокращения трехглавой мышцы для восстановления равновесия в процесс вовлекаются двуглавая мышца бедра и большая ягодичная мышца. Их сокращение вызывает разгибание бедра и способствует движению тела в направлении спереди назад. При чрезмерном отклонении тела в заднем направлении возникает поток импульсов от вестибулярного аппарата и реализация Н-стратегии. Происходит сокращение мышц передней брюшной стенки, четырехглавой мышцы бедра, что вызывает сгибание туловища в тазобедренных -суставах и выравнивание положения тела. В отличие от взрослых дети прибегают к высокоскоростному способу поддержания равновесия, производя быстрые коррекции ЦД для удерживания ОЦМ в границах устойчивости. При быстром отклонении тела вперед возникает изменение положения ОЦМ, что вызывает поток импульсов в ЦНС из вестибулярного аппарата. Согласно Н-стратегии, наступает сокращение длинных мышц спины и задней группы мышц бедра, что приводит к разгибанию тела вокруг осей тазобедренных суставов, смещению ОЦМ в заднем направлении, восстановлению равновесия тела.

При отклонении тела в латеральном направлении идет смещение ОЦМ к наружному краю стопы, раздражение рецепторов связок по наружной поверхности голеностопного сустава и связок подтаранного сустава. Возникает рефлекторное сокращение малоберцовой мышцы, которая осуществляет пронацию стопы в подтаранном и средне-тарзальном суставе. Происходит наклон голени вовнутрь на фиксированной Стопе, что обеспечивает прилегание к опоре медиального края переднего отдела стопы и восстановление равновесия. При отклонении тела в медиальном направлении идет перемещение ОЦМ к внутреннему краю стопы, раздражение рецепторов дельтовидной связки, что вызывает рефлекторное., сокращение передней большеберцовой мышцы. Возникает супинация стопы, наклон голени наружу на фиксированной стопе и возвращение тела в устойчивое положение.

Ходьба

Локомоция первохода имеет ряд особенностей, которые отличают ее от взрослой ходьбы. У ребенка в возрасте 1-2 лет, по сравнению со взрослыми, имеется укорочение периода переноса и увеличение периода опоры на 4%, а также увеличение времени двухопорного периода на 15%. Во время переднего толчка действие реакции опоры на относительно длинный рычаг заднего отдела стопы способствует сокращению времени опоры на пятку, быстрому прислоению к опоре всей стопы, а также удлинению времени опоры на всю стопу. Во время переднего толчка происходит эверсия заднего отдела стопы, которая в условиях эластичных детских связок осуществляется с большой скоростью и большой амплитудой. Эверсия способствует сохранению параллельности осей таранно-ладьевидного и пяточно-кубовидного суставов, что обеспечивает низкую жесткость среднетарзального сустава и поглощение ударных нагрузок. Во время переднего толчка достигается стабилизация коленного и голеностопного суставов благодаря высокой активности двух мышц. Прямая мышца бедра обеспечивает разгибание в коленном суставе и выпрямление нижней конечности. Трехглавая мышца на фоне низкой активности мышц-разгибателей стопы обеспечивает сгибание в голеностопном суставе и установку стопы на опору сразу всей подошвенной поверхностью. В фазу опоры на всю стопу происходит уплощение свода стопы в связи с преобладанием наружного момента реакции опоры над внутренним моментом сил. Низкий свод способствует большой эверсии пятки и преимуществу малоберцовой мышцы над задней большеберцовой мышцей. Низкий свод и значительный объем жировой клетчатки на подошвенной поверхности стопы обеспечивают большую площадь контакта, поглощение торсионной нагрузки и амортизацию реакции опоры.

Движения всей стопы во время переката связаны с положением ее заднего отдела, которое у ребенка чаще бывает вальгусным и реже варусным. Вальгус способствует формированию низкого свода и отведению переднего отдела стопы. При вальгусе заднего отдела передний отдел по отношению к заднему находится в положении супинации. В фазу переднего толчка и фазу опоры на всю стопу происходит внутренняя ротация голени и эверсия пятки. Пронация переднего отдела стопы до горизонтального уровня имеет небольшую амплитуду. Во время опоры на передний отдел наступает разгибание к тылу и инверсия 1-го луча. Варус заднего отдела стопы имеет либо первичное, врожденное, происхождение; либо вторичное — вследствие варуса вышерасположенных сегментов ноги. Варусная стопа обладает большей жесткостью по сравнению с плосковальгусной. Варус заднего отдела способствует варусу переднего отдела стопы. При варусе в фазу переднего толчка вначале происходит опора на наружный бугор пяточной кости, а затем для полноценной опоры на оба бугорка возникает значительная эверсия пятки. В фазу опоры на всю стопу для полного прилегания переднего отдела происходит пронация всей стопы с большой амплитудой и скоростью, которую ограничивает эксцентрическая активность передней большеберцовой мышцы. При варусе имеется повышенная жесткость суставов, в результате чего амплитуда пронации переднего отдела стопы оказывается недостаточной для соприкосновения с опорой. Для полноценной опоры происходит изолированное сгибание 1-го луча в подошвенном направлении и его эверсия. Со временем в результате сгибания наступает увеличение высоты свода стопы. В варусной стопе выраженная пронация приводит к ограничению супинации стопы и наружной ротации голени в фазу отталкивания. Варус заднего отдела стопы и ограничения супинации, которые существуют до 2 лет, ведут к задержке физиологического поворота голени наружу.

У маленького ребенка движения стопы в фазу отталкивания носят сравнительно пассивный характер из-за недостаточного сокращения трехглавой мышцы. У первохода отрыв стопы от опоры в большей степени осуществляется благодаря активному сгибанию в тазобедренном суставе и девиации туловища в сторону вынесенной вперед ноги. В отличие от взрослого стабилизация сочленений дистального отдела нижней конечности не носит выраженного характера. После отрыва пятки от опоры и смены пронации на супинацию угол между осями таранно-ладьевидного и пяточно-кубовидного суставов изменяется незначительно в силу большой подвижности в среднетарзальном суставе. Особенности переката в переднем отделе стопы зависит от строения вышележащих сегментов конечности и стопы. Маленький ребенок с внутренней торсией голени и антеверсией бедра для переката преимущественно использует косую ось переднего отдела стопы. У ребенка с сочетанием варуса голени и варуса заднего отдела стопы большая подвижность в среднетарзальном суставе во время отталкивания от опоры приводит к большой нагрузке на 1-й луч. Для стабилизации 1-й плюсневой кости происходит усиление сокращения малоберцовой мышцы, что вызывает ее перегрузку. Ребенок с плоско-вальгусной стопой для переката использует поперечную ось переднего отдела стопы. При плоско-вальгусной стопе во время отталкивания амплитуда разгибания в плюснефаланговых суставах не достигает 45°, подошвенный апоневроз остается слабо натянутым, под головками плюсневых костей имеет место большая смещаемость кожи, и подкожной жировой клетчатки, что адекватно пассивному использованию стопы и низкой амортизации заднего толчка.

В период переноса у ребенка отмечается низкая активность передней большеберцовой мышцы и отсутствие автоматизма подъема носка стопы вверх, в результате чего разгибание в голеностопном суставе имеет малую амплитуду, а клиренс стопы — небольшую величину. Перед контактом с опорой имеется рост активности медиальной головки четырехглавой и икроножной мышц с целью прислоения к опоре сразу всей подошвенной поверхностью стопы во время переднего толчка.

У ребенка распределение нагрузки под стопой зависит от положения нижней конечности, формы стопы и особенности кинематики. Характерные для ребенка наружная ротация ноги, вальгус заднего отдела и низкий свод способствуют большой пронации, превалированию нагрузки на внутренний край стопы, увеличению давления под большим пальцем. Реже встречающаяся внутренняя ротация ноги и приведение переднего отдела стопы способствуют повышению давления в области наружного края стопы под основанием 5-й плюсневой кости и уменьшению нагрузки на внутренний край стопы. Для первохода характерно относительно большое число вариантов распределения давления под стопой. В условиях детской неустойчивой ходьбы происходит колебание величины реакции опоры и давления под стопой от шага к шагу, а также многократное нагружение одних и тех же участков стопы, что вызывает их перегрузку. Большая эластичность суставов в сочетании со слабостью отталкивания от опоры приводит к тому, что у ребенка редко встречается акцентирование нагрузки на передний отдел стопы, и основная нагрузка, в отличие от взрослого, приходится на задний отдел стопы. По мере роста область наибольшего давления смещается под головки плюсневых костей, а- характер нагрузки на стопу приобретает более однообразный характер.