О корсетах

О  КОРСЕТАХ   И   КОРСЕТОТЕРАПИИ

      Кажется удивительным, что несмотря на многочисленные попытки создать эффективный корригирующий корсет, к настоящему моменту только несколько конструкций можно условно назвать удовлетворительными. Причина – отсутствие стабильно положительных результатов, включая и то, что само понятие «стабильно положительные» результаты так же требует точного определения. В этих условиях для больного ребенка (или его родителей) проблемным вопросом является выбор типа корсета и производителя. Ошибка выбора влечет за собой, как минимум, невосполнимую потерю времени, в течение которого деформация может интенсивно развиваться. Поэтому, мы посчитали важным особое внимание уделить освещению вопроса о том, как происходит процесс коррекции деформации, какие признаки должен иметь эффективный корригирующий корсет и какие признаки должны иметь эффективные методики проведения процесса корсетотерапии.
Попробуем привести характеристики эффективного корсета параллельно с описанием существа коррекции деформации. Сколиотическая деформация позвоночника характеризуется величиной дуги, ее протяженностью и локализацией в конкретной области туловища (рис. 1). Плоскость спины, как и плоскость груди, называется фронтальной плоскостью, поэтому деформация позвоночника на рисунке изображена именно в этой плоскости. На этом же рисунке стрелками изображена группа сил, которая создает условия для коррекции конкретной, представленной на рис. 1, деформации позвоночника. Эти силы — корригирующие силы, должны создаваться корригирующим корсетом. Несмотря на внешнюю простоту решения задачи коррекции, существует множество технических проблем корсетотостроения и корсетотерапии, которые определяют потенциальную эффективность коррекции. Попробуем, хотя бы поверхностно, ознакомиться с этими проблемами и способами их решения. Для этого рассмотрим схему коррекции изогнутого стержня — аналог позвоночника, представленную на рис. 2. Здесь позвоночник изображен схематично в виде изогнутого стержня. Также, представлена система сил, способная исправлять (корригировать) деформацию во фронтальной плоскости. Ее можно уподобить силовой схеме коррекции деформации позвоночника по рис. 1.

Нетрудно заметить сходство силового воздействия, изображенного на рис. 1 и 2. Это сходство выражается, так называемой, схемой изгиба непрямого стержня поперечной силой. Иными словами – это схема 3-х точечного изгиба бруса. Смысл схемы состоит в том, что на стержень (или брус в данном случае), рис. 2а, опертый концевыми участками (точки m и n) на твердую поверхность, воздействует активная сила Pa в точке K – вершине деформации. Со стороны поверхности опор, в точках опирания стержня M и N, возникают реактивные силы – Pr1 и Pr2. Поскольку стержень остается уравновешенным, то алгебраическая сумма всех сил равна нулю. В качестве простой аналогии вспомним как мы выправляем кривой гвоздь. Для этого стержень, представленный на схеме, (или кривой гвоздь), нужно опереть на две точки — M и N основания дуги, и ударить, например, молотком в точке вершины деформации K. Это и есть схема 3-х точечного изгиба поперечной силой.
На рис. 2а активное и реактивные усилия изображены в виде так называемой сосредоточенной силы. Теоретически, площадка, через которую действует сосредоточенная нагрузка, имеет бесконечно малые размеры, а практически, для рассматриваемых условий ее можно считать порядка 10 мм шириной. Тогда вид схемы 3-х точечного изгиба несколько изменится, рис. 2b. Здесь сосредоточенная сила заменена на распределенную нагрузку. Такие условия создаются корсетами, использующими различные широкие пелоты или специальные подкладки в зоне организации повышенного давления на туловище.
Реальные условия передачи усилий на туловище в значительной степени определяют процесс коррекции, и это принципиально сказывается на эффективности коррекции. Очень важно схему 3-х точечного изгиба не путать со схемой всестороннего сжатия стержня.
На рис. 3 представлена схема нагружения стержня распределенным типом нагрузок, а на рис. 4 та же ситуация показана на реальном позвоночнике.

По условиям реализации 3-х точечного изгиба необходимо, чтобы расстояния между зонами действия сил M и K, а также K и N, были существенно больше сечения стержня, рис. 2a и 2b. В противном случае (рис. 3 и 4) вместо изгиба будет происходить процесс смятия материала стержня, если зоны противонаправленных сил пересекаются, или среза, если зоны сил близко расположены друг к другу.

Подобное происходит в корсетах, у которых пелоты (опорные силовые площадки) с разных сторон туловища имеют недостаточное смещение по вертикали, в результате чего образуют встречно направленные пересекающиеся зоны сил. В свою очередь, проблема оптимального размещения пелотов корсета упирается в конструктивные особенности корсета. Площадки, через которые действуют корригирующие силы, должны быть расставлены соответственно вершине и основанию дуги позвоночника. Для грудной дуги расстояние между вершиной и верхним основанием дуги составляет 40-50 мм. Нетрудно представить, насколько точно и локально нужно поставить пелоты корсета, чтобы создать условия для эффективной коррекции. Чаще всего, именно конструкция корсета не оставляет возможности для оптимальной расстановки на туловище силовых элементов.
Система сил, характерная для случая бесполезного корсета, представлена на рис. 4. Хорошо видно, что эта система способна лишь вызвать всестороннее сжатие туловища в грудном отделе и тазовом поясе.

Распределенный тип нагрузки в зоне тазового отдела, с точки зрения схемы 3-х точечного изгиба, вообще является абсурдом — достаточно лишь маленькой площадки для передачи реактивного усилия Pr1.
Трудно найти обоснования большинству конструкций корсетов, которые имеют большие поверхности охватывающие тазовый пояс туловища и организующие дополнительную опору с усилием F4, рис. 4.  Не менее трудно обосновать конструкции корсетов, у которых предусмотрено во фронтальной плоскости давление на мягкие ткани в брюшной зоне, либо попытки поддержки массы туловища за счет опирания на вершины подвздошных костей и подмышечную зону. Бессмысленно пытаться оказать воздействие на позвоночник через мягкие ткани брюшной области, так же, как и бесполезны попытки коррекции деформации продольной (вертикальной) силой. Последнее определено высокой потенциальной энергией деформации, гораздо большей, чем при изгибе поперечной силой. Даже, единственно возможное воздействие корсетом на позвоночник во фронтальной плоскости через ребро, имеет серьезные ограничения связанные с деформативностью самого ребра.

Из вышеприведенного вытекают основные требования к эффективному корсету:
1. Корсет должен иметь конструктивные признаки реализации 3-х точечного изгиба,
2. Корригирующие силы должны быть приложены избирательно. Это означает, что:
— во-первых, линия действия силы должна попадать в точки M, N и K согласно схеме по рис. 2;
— во-вторых, опорные площадки, через которые действуют активная и реактивная силы, должны отстоять друг от друга на расстоянии a и b, согласно схеме по рис. 2. Для этого они должны быть локализованы по ширине. В частности, для дуги верхнего грудного или грудного отделов позвоночника, ширина опорных площадок не должна превышать 20 мм. В противном случае, вместо 3-х точечного изгиба корсетом реализуется всестороннее сжатие туловища, так как активные силы оказываются напротив друг друга частично или полностью — подобие схеме по рис. 3. Толку от такой силовой схемы, в плане коррекции, нет, а вреда в этом случае можно нанести много.
Например, корсет типа Шено (Cheneau) условие избирательности нагружения реализует слабо, даже у квалифицированных ортезистов, а опорные площадки — пелоты корсета, имеют ширину существенно больше 20 мм. Поэтому, дети в корсетах Шено часто испытывают удушающие ощущения и долго в нем оставаться не могут.
3. Схема коррекции по рис. 2 предполагает изгиб стержня в одной плоскости, однако в действительности деформация позвоночника гораздо сложнее. Практически всегда, при сколиотической деформации, позвоночник имеет не одну вершину (т. K на рис.2), а несколько и изогнут в разных плоскостях. Принято говорить о так называемой ротации позвоночника. Это существенно усложняет задачу коррекции деформации.
Попробуйте выправить гвоздь по схеме рис. 2а, изогнутый в двух разных плоскостях с двумя вершинами. Правильно, гвоздь будет выворачиваться под ударом молотка и выправить его будет чрезвычайно сложно. В этой ситуации, для эффективной коррекции позвоночника, прежде чем прикладывать корригирующие усилия во фронтальной плоскости, необходимо зафиксировать сагиттальную (перпендикулярную к фронтальной) плоскость туловища. Если проводить аналогию с кривым гвоздем, изогнутым в двух точках и разных плоскостях, то для выпрямления его следовало бы слегка зажать широкими губками тисов? поджимая обе вершины, а затем приложить корригирующие силы в плоскости, параллельной губкам тисов и встречно вершинам и основаниям дуг.

Если корсетом не предусмотрена фиксация туловища в сагиттальной плоскости, то под усилием только во фронтальной плоскости деформация смещается из одной плоскости в другую, а после снятия нагрузок (корсета) почти полностью возвращается в первоначальное состояние.

Часто можно наблюдать демонстрацию мнимой эффективности корсета, в условиях простого всестороннего сжатия. При этом корсет, чаще всего выполненный в виде пластиковой гильзы для туловища (подобно корсету Шено), создает условия всестороннего сжатия (охвата) туловища и под огромным усилием плоскость (точнее, криволинейная поверхность) деформации выстраивается максимально близко к сагиттальной плоскости туловища. Если в этот момент сделать рентгенограмму туловища в корсете, то на рентгенограмме, т. е. на проекции достигнутого поворота позвоночника на плоскость рентгеновской пленки, отмечается уменьшение угла деформации. Такая рентгенограмма трактуется как высокий результат коррекции, присваивая корсету несуществующую эффективность.
Возьмите канцелярский треугольник, поставьте его плоскость перед зеркалом, причем параллельно плоскости зеркала, а одну из сторон треугольника постарайтесь выстроить вертикально. Попробуйте поворачивать его на себя вокруг вертикальной оси, совпадающей со стороной треугольника, на угол примерно 90 град. Что Вы увидите в зеркале? Правильно, величина поворачиваемого угла треугольника будет меняться от истинного (начальное положение) до прямой линии с нулевым градусом. Это и есть эффект манипуляции с величиной реального угла: реальный (истинный) угол — величина неизменная, а его проекция — величина зависящая от угла между плоскостью треугольника и плоскостью зеркала.
4. Элементы нагружения туловища должны быть физически разделены с базой корсета, по типу корсета Милуоки (Millwaukee). База корсета фиксируется на туловище в зонах либо вовсе не меняющих размеры за время коррекции (одним корсетом), либо в зонах незначительных изменений, например, область тазового пояса или область надплечий. Область коррекции, наоборот — это область туловища, активно изменяющая свои размеры и геометрию за период коррекции, в частности, область грудного и грудо-поясничного отделов туловища.
В зоне базы установленная (застежкой) нагрузка длительное время остается неизменной, в то время как, в зоне активной коррекции нагрузка обязана постоянно снижаться, если, конечно, происходит эффект коррекции деформации. Значит, если элементы корсета располагающиеся в зонах базы и коррекции механически жестко связаны, то воздействие на активную зону будет затормаживаться пассивной областью базы. В результате, придется либо часто реконструировать активную зону корсета, оставаясь без него на время трудоемких переделок, либо просто менять весь корсет. Именно это и происходит с корсетом Шено: некоторое время выручают дополнительно подклеиваемые подкладки на опорные площадки корсета, но быстро (примерно 1 раз в пол года) приходится менять корсет.
5. Элементы нагружения туловища должны иметь устройства для регулирования уровня нагрузок. Без этого условия невозможно поддерживать оптимальные усилия коррекции в условиях быстро меняющихся антропометрических параметров туловища и самой деформации.
6. Каждый корсет обязан реализовать строго обоснованную, с точки зрения биомеханики, схему коррекции деформации позвоночника. Мы, в своей практике, различаем 10 разных силовых схем применительно к 21 типу деформации позвоночника. Каждая силовая схема имеет теоретическое и экспериментальное обоснование. Несоблюдение этого требования резко снижает потенциал коррекции.
7. Корсет должен быть удобным для постоянного ношения. Пребывать в корсете в течение суток возможно только при условии физического и косметического комфорта. Невозможно требовать от ребенка дисциплины ношения корсета, если привыкание к корсету требует не только недель, но порой и месяцев. Твердые пелоты корсета в контакте с выступающем ребром или пластиковая поверхность корпуса корсета в контакте с выступающими лопатками туловища могут стать непреодолимой проблемой для длительного пребывания в корсете.

Теперь, когда понятно, какие требования следует предъявлять к корсету, полезно посмотреть какие корсеты предлагаются пациентам для лечения и оценить их корригирующий потенциал. Не вдаваясь подробно в различные типы классификации корсетов, мы считаем полезным в данной теме все корригирующие корсеты разделить на три класса: корсеты мягкие, полужесткие и жесткие. Это существенно облегчит задачу анализа, пожалуй, более сотни основных конструкций созданных в разное время в разных странах.

В качестве представителя мягкого корсета можно указать корсет SpineCor, рис.5.

Несомненным достоинством этого корсета является превосходные эстетические свойства и минимально возможная масса, что позволяет корсету быть незаметным в быту. Пожалуй, этим достоинства корсета и заканчиваются. Время одевания и раздевания корсета настолько велико, что можно просто не успеть раздеться при необходимости справления естественных нужд. Однако, самый главный недостаток этого корсета состоит в том, что ни теоретически, ни практически этим корсетом положительный эффект получен быть не может. Дело в том, что схема обмотки туловища эластичными ремнями обязательно сопровождается положительной составляющей коррекции, создаваемой поперечными усилиями, и равной по величине отрицательной компрессионной составляющей (при давлении ремней на плечи) коррекции общей деформации. Результирующий эффект оказывается равным нулю.

Гораздо более широкий класс корсетов является полужесткими. Яркий представитель этого класса – корсет Милуоки (Milwaukee), рис. 6. В свое время появление этого корсета оказалось прорывом в области неуклюжего и слабо аргументированного корсетостроения. У этого корсета есть ярко выраженная база – рама с седлом для тазовой области и элементы нагружения туловища – пелоты, смонтированные на силовых ремнях. 

Положительные свойства этого корсета в том, что он реализует все перечисленные выше требования, кроме 3-го.
Но, есть и отрицательные:
— непонятна функция этого громоздкого и эстетически безобразного головодержателя. Предположение разработчиков корсета о том, что с его помощью реализуется разгружение позвоночника не выдерживает никакой критики. Ведь если бы это было так, то на шейный отдел позвоночника действовало бы растягивающее усилие, равное весу туловища в состоянии «статики», а динамические нагрузки могли быть в два раза выше! Счастье для шейного отдела, что практически это никогда не происходит,
— невыполнение 3-го из выше перечисленных условий резко снижает потенциал коррекции деформации этим корсетом, Кроме того, исключается возможность формирования сагиттального профиля позвоночника одновременно с фронтальным,
— для деформации грудного и, тем более, верхнее грудного отдела конструкции пелотов не обеспечат необходимой избирательности нагружения, что, конечно же, скажется на эффективности коррекции. Практический стабильный эффект коррекции может быть получен только для С-образной протяженной деформации.
Стоимость корсета Милуоки в США составляет 2500 — 3000$.

Третий, из предложенных к рассмотрению, тип корсетов – это жесткие корсеты. Наиболее яркий представитель этого типа, широко рекламируемый в последнее время корсет Шено (Cheneau), о котором упоминалось выше, рис. 7.

Корсет выполнен в виде пластиковой гильзы, одевается поверх туловища и застегивается разной конструкции пряжками, рис. 7. Внутри корпуса корсета подклеены паралоновые подкладки, которые должны выполнять роль пелотов (опорных площадок) и обеcпечивать требуемую силовую схему нагружения туловища.
В контексте выше уже упоминались некоторые проблемные свойства этого корсета. В частности говорилось о порочном конструктивном решении корсета, когда база корсета жестко соединена с элементами нагружения туловища. Кроме того, у этого корсета практически не выполняется ни одно из вышеперечисленных требований к эффективному корсету. Можно не сомневаться, что стабильного эффекта здесь получить нельзя. Рассчитывать можно только на случайное совпадение ряда обстоятельств и на случай вяло текущего типа развития деформации.
При этом всем, стоимость корсета в Европе составляет порядка 2500 Евро. Несомненно, что отмеченные недостатки постоянно тревожили изготовителей, несмотря на активную рекламу, и это заставляло искать модификации корсета. В результате появился облегченный корсет Шено — Cheneau lite, рис.8.

У этого корсета база разделена с элементами нагружения туловища и имеет собственный регулятор давления на туловище в корригируемой области.
Таким образом, облегченный вариант корсета приблизился к Лионскому корсету. Кроме того, у разработчиков пришло осознание того, что нет никакого обоснования в таком мощном охвате тазовой области как это сделано в обычном корсете Шено. Ведь, как уже упоминалось, по условиям реализации трех точечного изгиба в области таза достаточно одной точки.
Из рисунка видно, что в конструкции облегченного корсета сделана попытка максимально возможно разнести по вертикали активную и реактивную опоры в грудном отделе, причем настолько, что создается продольное, вверх направленное усилие в подмышечной области. Но, в связи с давлением края пелота на переднюю аксиллярную линию большой грудной мышцы могут легко возникнуть неврологические проблемы. Создать таким образом растягивающее усилие на позвоночнике невозможно.
Несмотря на ряд положительных моментов в модифицированной конструкции, необходимо отметить общую недоработку и даже абсурдность отдельных элементов. Так же как и обычный Шено, этот корсет не обладает достаточной избирательностью, не имеет поддержки сагиттальной плоскости туловища, оказывает недопустимое давление на лопатку, оказывает излишнее и неоправданное давление на мягкую зону поясничного отдела туловища и не имеет достаточных возможностей регулирования уровня нагружения туловища.
Несомненно, что когда-нибудь изготовители этого корсета придут к осознанию и того, что невозможно на практике точно установить оптимальные точки давления на туловище и соответственно изготовить геометрию жесткой опоры — пелота.
Мягкий ремень нагружения туловища, вместо твердого пелота, «сам знает» где ему сильнее нужно надавить, поскольку существует физический закон о том, что «у натянутой нити давление на опору тем больше, чем меньше радиус поверхности опоры». Чуть выступающее ребро или зона повышенной эллипсности немедленно подпадают под избирательное давление мягкого натянутого силового ремня. От ортезиста требуется лишь правильно выбрать трассировку силовых ремней нагружения туловища.

На фоне рассмотренных требований к эффективному корсету мы готовы представить мультифункциональный корсет, производимый в орто-технической лаборатории компании ОртоЛайн. Когда была поставлена задача разработки эффективного корсета, мы умышленно не исследовали текущее состояние вопроса, зная лишь о том, что эффективных конструкций практически на тот момент не существовало. То есть мы не были обременены проблемами других разработчиков и все начали «с нуля». То, что получилось, с разных сторон изображено на рис. 9 ниже.

Рама из высоко прочного алюминиевого сплава располагается на спине и является базой, на которой построена силовая схема коррекции деформации. В то же время, рама формирует сагиттальный профиль спины, что позволяет эффективно исправлять кифозы, килевидность грудной клетки и другие косметические дефекты грудинной зоны. Обязательное требование: стойки рамы располагаются по обе стороны от линии остистых отростков позвоночника, но в то же время опираясь на реберный каркас обязательно между лопатками. Иногда, при значительных искривлениях позвоночника, одна из стоек рамы пересекает линию остистых отростков, но в этом случае между стойкой и позвонками искусственно оставляется зазор. Недопустимо какие-либо элементы корсета опирать на остистые отростки позвоночника или лопатки спины.

Предварительно, особыми технологическими приемами рама корсета выгибается так, чтобы задать оптимальный конечный (или промежуточный) сагиттальный профиль спины для конкретного пациента. В процессе корсетотерапии профиль рамы может последовательно меняться в соответствии с поставленными задачами формирования осанки.
Силовая схема строится системой мягких тяг — силовых ремней, устанавливаемых на раме согласованно с типом деформации, размерами туловища и задачами корсетотерапии. Огромным плюсом такой технологии является то, что можно не только создавать точные персональные схемы, проявляющие себя в трех ортогональных плоскостях, но и модифицировать силовую схему в процессе коррекции, при необходимости.
Порядок одевания корсета строго регламентирован. Первым шагом застегивается группа ремней, которые создают усилия на туловище в сагиттальной плоскости, прижимая его к раме корсета (или наоборот). После фиксации сагиттальной плоскости застегиваются поэтапно две группы ремней, создающих систему сил во фронтальной плоскости.
Методики конструирования силовой схемы позволяют регулировать степень фиксации или коррекции фронтальной компоненты деформации, регулировать степень деротации или коррекции кифоза и пр. Каждый силовой ремень имеет элемент управления усилием нагружения в широком диапазоне значений. В процессе корсетотерапии силовые ремни могут быть смещены по линии стойки рамы с целью компенсации роста туловища и, при необходимости, модификации силовой схемы.
Кроме задачи создания оптимальной конструкции немаловажное значение имеет еще и эффективные методы корсетотерапии. Сюда входит, например, коррекции перекосов тазового пояса посредством подкладки под пятку и (или) под бедро, техника управления развитием (или торможением) обеих дуг при S-образной деформации, искусственное стимулирование роста одной дуги для торможения активного развития другой и многое другое.