Effect of Knee Flexion Contracture on Sagittal Alignment in Patients with Cerebral Palsy
- Authors: Novikov V.А.1, Umnov V.V.1, Mustafaeva A.2, Zharkov D.S.1, Umnov D.V.1
-
Affiliations:
- H. Turner National Medical Research Center for Сhildren’s Orthopedics and Trauma Surgery
- ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г. И. Турнера» Минздрава России, Санкт-Петербург.
- Section: CLINICAL STUDIES
- Submitted: 19.04.2026
- Accepted: 06.07.2026
- Published: 06.07.2026
- URL: https://journal.rniito.org/jour/article/view/17884
- DOI: https://doi.org/10.17816/2311-2905-17884
- ID: 17884
Cite item
Full Text
Abstract
Background. Knee flexion contracture (KFC) is one of the most common secondary orthopedic complications in patients with cerebral palsy (CP), with a reported prevalence of up to 50%. It is primarily caused by muscle spasticity and imbalance between knee flexors and extensors, resulting in impaired knee extension and development of crouch gait. This gait pattern is associated with increased energy expenditure and reduced capacity for independent ambulation. KFC induces compensatory changes in proximal segments of the musculoskeletal system, including the pelvis and spine. Despite the evident biomechanical interrelationship, age-related mechanisms of adaptation of sagittal spinopelvic alignment remain insufficiently understood.
Aim. To evaluate the impact of knee flexion contracture on sagittal spinopelvic parameters in children with cerebral palsy.
Materials and Methods. This study included 89 children with CP and KFC aged 4–17 years, classified as Gross Motor Function Classification System (GMFCS) levels II–III. Patients were divided into two age groups: Group 1 (<12 years, n = 34) and Group 2 (≥12 years, n = 55). The age threshold of 12 years was selected based on literature indicating completion of active lower limb growth and associated changes in sagittal gait patterns in CP. All patients underwent clinical examination and standing full-spine radiography. Sagittal parameters assessed included pelvic incidence (PI), pelvic tilt (PT), sacral slope (SS), lumbar lordosis (LL), thoracic kyphosis (TK), and sagittal vertical axis (SVA).
Results and Discussion. In patients younger than 12 years, no statistically significant correlations were found between KFC severity and sagittal spinopelvic parameters, suggesting predominantly local compensation. In contrast, patients aged ≥12 years demonstrated systemic compensatory adaptations with two distinct patterns. The spinal pattern was characterized by decreased lumbar lordosis and anterior displacement of the sagittal vertical axis. The pelvic pattern involved pelvic retroversion and alterations in the mechanical axis of the lower limb, indicating progressive involvement of the musculoskeletal kinematic chain.
Conclusion. Three sequential levels of compensation were identified: local, spinal, and pelvic. Spinopelvic changes in patients with cerebral palsy and knee flexion contracture reflect progressive adaptation of the musculoskeletal system.
Full Text
Введение
Детский церебральный паралич (ДЦП) остается ведущей причиной детской инвалидности, поражая от 1,5 до 4 детей на 1000 новорожденных [3, 4]. По мере роста ребенка формируются и накапливаются вторичные осложнения опорно-двигательного аппарата, манифестирующие развитием стойких мышечных контрактур, а затем костных деформаций.
Одной из наиболее клинически значимых патологий нижних конечностей является сгибательная контрактура коленного сустава (СККС), частота которой достигает 50% случаев [5, 6]. В основе формирования СККС лежит мышечная спастичность, вызывающая стойкий дисбаланс между сгибателями и разгибателями голени, что приводит к нарушениям биомеханики нижней конечности [7, 8]. Коленный сустав функционирует как ключевое звено единой кинематической цепи, и его дефицит разгибания провоцирует развитие патологического двигательного паттерна — «crouch-gait» (ходьба на согнутых ногах). Данный стереотип функционально невыгоден: он сопровождается резким увеличением энергозатрат, перегрузкой разгибательного аппарата и прогрессирующей утратой способности к самостоятельному передвижению [9]. Crouch gait является наиболее распространенным патологическим паттерном походки при ДЦП, однако влияние изолированной СККС на сагиттальный баланс остается недостаточно изученным [10].
Особую актуальность представляет изучение влияния СККС на вышележащие отделы — таз и позвоночник. Поддержание вертикальной позы обеспечивается согласованным взаимодействием всех сегментов опорно-двигательного аппарата. Нарушение разгибания в коленных суставах вызывает смещение общего центра масс тела и запускает каскад компенсаторных реакций: изменение наклона таза, сглаживание поясничного лордоза и увеличение грудного кифоза [11, 12]. Любое нарушение сагиттального профиля затрудняет удержание постуральной стабильности и снижает двигательные возможности ребенка [13].
Несмотря на очевидную связь между состоянием коленного сустава, положением таза и сагиттальным профилем позвоночника, механизмы возрастной адаптации позвоночно-тазовых соотношений в ответ на СККС остаются недостаточно изученными. Определение этих закономерностей необходимо для понимания патогенеза биомеханических нарушений и оптимизации тактики хирургического лечения. Установление четких взаимосвязей позволит прогнозировать функциональные результаты и повысить эффективность лечения пациентов с ДЦП.
Целью исследования является выявление влияния сгибательной контрактуры коленного сустава на параметры сагиттальных позвоночно-тазовых соотношений у детей с ДЦП.
Материал и методы
В исследование включены 89 детей со спастической диплегией и СККС проходивших лечение в ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии им. Г.И. Турнера» Минздрава России в период с 2022 по 2026 гг. Возраст пациентов варьировал от 4 до 17 лет. Критерием включения являлось наличие СККС величиной не менее 5° и уровень двигательной активности пациентов соответствовал II–III уровням по классификации GMFCS (Gross Motor Function Classification System). Критериями исключения являлись: врожденные и приобретенные деформации позвоночника, пяточные деформации стоп, а также подвывих или вывих тазобедренного сустава.
Все пациенты были разделены на две возрастные группы: в 1-ю группу вошли дети до 12 лет (34 пациента), во вторую – пациенты старше 12 лет (55 пациентов).
С целью оценки влияния СККС на параметры сагиттального профиля позвоночника и таза в качестве контрольной группы использованы данные нашего предыдущего исследования (Новиков В.А. и соавт., 2022), включающего 44 пациента с ДЦП I–III уровня по GMFCS в возрасте от 3 до 18 лет [14]. В указанном исследовании отбор пациентов не проводился по признаку наличия или отсутствия СККС, что позволяет рассматривать выборку как общую популяцию детей с ДЦП. Сопоставление контрольной группы с основными группами настоящего исследования (пациенты с верифицированной СККС) позволяет оценить дополнительный вклад СККС в формирование сагиттальных позвоночно-тазовых соотношений сверх изменений, которые характерны для ДЦП в целом. Обследование пациентов в обеих выборках проводилось в одном центре с использованием унифицированных рентгенологических параметров и протоколов измерения, что обеспечивает сопоставимость полученных данных.
Всем пациентам проводили клиническое и рентгенологическое обследование. Клиническая оценка включала измерение величины СККС, определение подколенного угла и дефицита активного разгибания коленного сустава. Подколенный угол рассматривался как дополнительный показатель функционального состояния мышц задней поверхности бедра и потенциальный маркер прогрессирования crouch-паттерна ходьбы [10].
Рентгенологическое исследование выполняли в положении пациента стоя с проведением панорамной рентгенографии позвоночника и таза в боковой проекции. Анализ параметров сагиттального профиля выполняли с использованием программного обеспечения Surgimap v. 2.3.2.1. Оценивали следующие параметры сагиттального позвоночно-тазового баланса: pelvic incidence (PI), pelvic tilt (PT), sacral slope (SS), lumbar lordosis (LL), thoracic kyphosis (TK) и sagittal vertical axis (SVA).
Статистическую обработку данных выполняли с использованием программ MS Office 365 Excel и IBM SPSS Statistics 27. Для описания количественных показателей в тексте и в таблице использовали среднее арифметическое (M), стандартное отклонение (SD) и диапазон значений (min–max). Для обеспечения сопоставимости с архивной контрольной группой (Новиков В.А., и соавт. 2022) в таблице 1 приведены средние значения и стандартные отклонения; статистический анализ межгрупповых различий выполнялся с использованием непараметрических методов (критерий Манна–Уитни) на основе медианных значений [14]. Оценку нормальности распределения количественных данных проводили с использованием критерия Шапиро–Уилка. В связи с отсутствием нормального распределения применяли непараметрические методы статистического анализа. Для сравнения количественных показателей между группами использовали критерий Манна–Уитни. Для количественной оценки влияния уровня двигательной активности по классификации GMFCS на параметры сагиттального баланса использовали линейный регрессионный анализ с GMFCS в качестве независимой переменной. Корреляционный анализ проводили с использованием коэффициента ранговой корреляции Спирмена (ρ).
Для оценки независимого влияния величины СККС на параметры сагиттального баланса (PT, SS, LL, TK, SVA) с учётом двигательного уровня GMFCS применяли анализ частных корреляций. Учитывая гипотезу о возрастной динамике компенсаторных изменений, статистический анализ проводили раздельно для двух возрастных групп (до 12 лет и старше 12 лет). Статистически значимыми считали различия при уровне значимости p < 0,05. Учитывая множественный характер статистических сравнений, интерпретация результатов проводилась с учетом потенциального риска ошибки первого рода, без применения формальной коррекции уровня значимости.
Результаты
Средний возраст пациентов в 1-й группе составил 8±2 лет, во 2-й группе — 14±2 лет. Величина СККС в 1-й группе составила 13±5° (5–30°), во 2-й группе — 15±9° (5–45°). Подколенный угол 105±7° (90–120°) и 103±12° (90–125°) соответственно. Дефицит активного разгибания коленного сустава в 1-й группе составил 16±9° (5–30°) и 23±10° (5–45°) во 2-й группе.
Распределение пациентов по уровню двигательной активности по классификации GMFCS было неоднородным: в младшей группе преобладали пациенты III уровня (21 пациент и 13 пациентов), тогда как в старшей возрастной группе – II уровень (36 пациентов и 19 пациентов), что обусловило необходимость дополнительной оценки влияния данного фактора на параметры сагиттального баланса.
Сравнение параметров сагиттального баланса между пациентами II–III уровней по классификации GMFCS показало, что у пациентов до 12 лет статистически значимые различия выявлены только для поясничного лордоза (LL) (p<0,05), тогда как остальные параметры (PI, PT, SS, TK, SVA) статистически значимых различий обнаружено не было (p>0,05). У пациентов старше 12 лет статистически значимые различия выявлены для тазового индекса (PI) и грудного кифоза (TK) (p<0,05). По остальным параметрам (PT, SS, LL, SVA) различия не достигали статистической значимости (p>0,05).
Полученные данные могут указывать на то, что влияние уровня двигательной активности на параметры сагиттального баланса усиливается с возрастом, однако не является определяющим фактором формирования компенсаторных механизмов.
Для количественной оценки влияния уровня GMFCS на вариабельность показателей был выполнен линейный регрессионный анализ. В младшей возрастной группе уровень GMFCS оказывал статистически значимое влияние на показатели наклона таза (PT) (β = 0,348; p = 0,044) и поясничный лордоз (LL) (β = –0,406; p = 0,017), не влияя на остальные параметры (p>0,05). В старшей группе влияние уровня GMFCS сохранялось только на тазовый индекс (PI) (β = 0,269; p = 0,047) и грудного кифоза (TK) (β = 0,311; p = 0,021). Таким образом уровень двигательной активности влияет лишь на отдельные параметры сагиттального профиля и не определяет формирование его системной перестройки.
C целью исключения влияния уровня GMFCS на параметры сагиттального баланса был проведен частный корреляционный анализ. В первой группе (дети до 12 лет) статистически значимых взаимосвязей между величиной СККС и параметрами сагиттального позвоночно-тазового баланса выявлено не было (p>0,05), что может свидетельствовать о локальном характере биомеханических изменений. Во второй группе (дети старше 12 лет), напротив, выявлены статистически значимые взаимосвязи между величиной СККС и параметрами сагиттального баланса: с углом наклона крестца (SS) (r = 0,306; p = 0,024), поясничным лордозом (LL) (r = 0,369; p = 0,006) и сагиттальной вертикальной осью (SVA) (r = –0,372; p = 0,006). Сохранение данных взаимосвязей после контроля GMFCS свидетельствует о независимом влиянии СККС на формирование изменений в сагиттальных позвоночно-тазовых соотношениях.
Дополнительно сопоставление с контрольной популяционной группой пациентов с ДЦП показало, что значения тазового индекса (PI) во всех исследуемых группах сопоставимы, что подтверждает его анатомическую стабильность (Таблица 1). В младшей возрастной группе выявлены незначительные изменения параметров тазового комплекса, проявляющиеся увеличением наклона таза назад (PT) и уменьшением наклона крестца (SS), что может отражать начальные адаптационные изменения опорно-двигательного аппарата к СККС. В отличие от этого, у пациентов старшего возраста отмечаются увеличение показателей позвоночника (грудного кифоза (TK) и поясничного лордоза (LL)), что указывает на вовлечение позвоночника в компенсаторные механизмы.
Таблица 1
Сравнительная характеристика параметров сагиттального позвоночно-тазового баланса у пациентов с СККС и популяционной группы пациентов с ДЦП
Параметр Первая группа
M±SD
(min-max) Вторая группа
M±SD
(min-max) Контрольная группа (Новиков В.А., и соавт. 2022)
M±SD
(min-max)
Возраст 8±2,3 лет (4-11) 14,2±1,8 лет (12-17) 10,25±3,7 лет (5–18)
Pelviс incidence (PI) 41,5±8,7° (23,4°–58°) 41,6±11,3° (16,3°-61°) 42,4±12,1° (16°–72°)
Pelviс tilt (PT) 12,6±13,7°
(-25,2°–38,4°) 6,23±12,7°
(-17,8°-37,4°) 7,6±15,6° (–23,5°–59,8°)
Sacral slope (SS) 27,4±10,9°
(0°-53,1°) 35,4±9,81°
(15,5°-57,7°) 36,8±12,3° (–3,2°–60,1°)
Thoracic kyphosis (TK) 45,8±14,2°
(16,9°-72,4°) 47,7±14,4°
(17,6°-80,6°) 35,7±12,6° (11,2°–61,4°)
Lumbar lordosis (LL) 37,5±15,9°
(1,8°-68,3°) 48,4±17,3°
(9,6°-91,4°) 44,2±19,3° (2,4°– 80,4°)
Примечание: для обеспечения сопоставимости с данными контрольной группы (Новиков В.А. и соавт., 2022) в таблице представлены средние значения и стандартные отклонения. Статистический анализ межгрупповых различий выполнялся с использованием непараметрических методов (критерий Манна–Уитни) на основе медианных значений.
Сравнение с контрольной группой позволяет предположить, что выявленные изменения обусловлены влиянием СККС на сагиттальные позвоночно-тазовые соотношения. В этой связи был проведен анализ характера компенсаторных изменений опорно-двигательного аппарата в зависимости от возраста.
Типы компенсации
Анализ сагиттальных позвоночно-тазовых параметров показал, что характер биомеханических изменений у пациентов с СККС различался в зависимости от возраста.
Локальный тип компенсации
У пациентов 1 группы (до 12 лет) статистически значимых корреляций между величиной СККС и параметрами сагиттального позвоночно-тазового баланса (PT, SS, LL, SVA) выявлено не было (p>0,05).
Отмечалась слабая отрицательная корреляция с углом наклона таза (PT) (ρ = –0,29; p = 0,119) и умеренная отрицательная связь с грудным кифозом (TK) (ρ = –0,31; p = 0,096), однако данные взаимосвязи не достигали уровня статистической значимости.
Единственной статистически значимой взаимосвязью стала умеренная отрицательная корреляция между дефицитом активного разгибания и тазовым индексом (PI) (ρ = –0,47; p = 0,008). Поскольку PI является анатомически неизменным параметром, данная взаимосвязь не может рассматриваться как компенсаторное изменение. Тем не менее она позволяет предположить, что индивидуальная морфология таза может выступать фактором предрасположенности к формированию вторичных деформаций.
В целом параметры позвоночно-тазовых соотношений сохраняли взаимосвязи, характерные для физиологического сагиттального баланса. Полученные данные позволяют предположить, что на данном этапе влияние СККС носит преимущественно локальный характер и ограничивается уровнем коленного сустава.
Системные типы компенсации
У пациентов 2 группы (старше 12 лет) выявлены два типа системной компенсации, отражающих различные механизмы адаптации опорно-двигательного аппарата к наличию СККС.
Позвоночный тип компенсации
Установлена умеренная отрицательная корреляция между дефицитом активного разгибания коленного сустава и величиной поясничного лордоза (LL) (ρ = –0,42; p = 0,013), а также умеренная положительная корреляция между дефицитом разгибания и сагиттальной вертикальной осью (SVA) (ρ = 0,36; p = 0,039). Полученные данные указывают на смещение центра тяжести тела кпереди и уменьшение поясничного лордоза, что отражает формирование позвоночного типа компенсации.
При этом статистически значимых взаимосвязей между параметрами коленного сустава и показателями тазового комплекса (PI, PT, SS) выявлено не было (p>0,05), что может свидетельствовать о преимущественном участии позвоночника в компенсаторных механизмах адаптации.
Ключевым локальным проявлением деформации являлось изменение положения надколенника. Выявлены статистически значимые корреляции между индексом Insall–Salvati и параметрами коленного сустава: положительная связь со СККС (ρ = 0,36; p = 0,049) и дефицитом активного разгибания (ρ = 0,38; p = 0,037), а также отрицательная связь с подколенным углом (ρ = –0,39; p = 0,029). Полученные данные позволяют предположить, что формирование patella alta может рассматриваться как следствие длительно существующей СККС.
Тазовый тип компенсации
Установлена сильная отрицательная корреляция между величиной СККС и углом наклона крестца (SS) (ρ = –0,66; p = 0,004), а также умеренная отрицательная корреляция между дефицитом активного разгибания и SS (ρ = –0,54; p = 0,027). Полученные данные указывают на формирование тазового типа компенсации, при котором адаптация опорно-двигательного аппарата осуществляется за счет ретроверзии таза.
В данной группе выявлена также сильная отрицательная корреляция между величиной СККС и бедренно-большеберцовым углом (ρ = –0,63; p = 0,005), что может свидетельствовать о вероятности формирования вторичных костных деформаций нижней конечности при длительном существовании контрактуры. Кроме того, установлена сильная положительная корреляция между дефицитом активного разгибания коленного сустава и внутренней ротацией бедра (ρ = 0,61; p = 0,034), что отражает формирование сложных компенсаторных двигательных паттернов.
Анализ сагиттального профиля позвоночника показал наличие двух типов осанки по классификации Roussouly P. [15]. У пациентов первой группы и при позвоночном типе компенсации чаще отмечался II тип осанки («плоская спина»), характеризующийся уменьшением поясничного лордоза и смещением сагиттальной вертикальной оси кпереди. У пациентов с тазовым типом компенсации выявлены параметры, соответствующие III типу осанки («сбалансированная осанка»). Однако сохранение глобального сагиттального баланса достигалось за счет формирования выраженного поясничного гиперлордоза (61±14,7°), превышающего расчетные значения. В разных типах компенсации значения SVA варьировали от 10,7±66,9 мм до 65,4±66,7 мм, что отражает различные стадии адаптации опорно-двигательного аппарата к СККС.
Полученные результаты позволили сформировать модель последовательной компенсации, включающую локальный, позвоночный и тазовый уровни, которая представлена в виде схемы (рис. 1) и подтверждается рентгенологическими примерами (рис. 2).
Рисунок 1. Схематическое представление уровней компенсации при сгибательной контрактуре коленного сустава, демонстрирующее последовательное вовлечение коленного сустава, позвоночника и таза в формирование сагиттального баланса.
А Б В
Рисунок 2. Панорамные рентгенограммы позвоночника и таза в сагиттальной проекции, иллюстрирующие различные типы компенсаторных изменений при сгибательной контрактуре коленного сустава: А – локальный тип; Б – позвоночный тип; В – тазовый тип.
Полученные результаты свидетельствуют о наличии взаимосвязи между СККС и параметров сагиттального профиля позвоночника и таза у пациентов с ДЦП, а также о возраст-зависимом характере компенсаторных механизмов.
Обсуждение
Полученные в настоящем исследовании данные указывают на наличие взаимосвязи между СККС и параметрами сагиттального позвоночно-тазового баланса, а также на возраст-зависимый характер выявленных изменений. Выявленные закономерности согласуются с ранее описанными биомеханическими представлениями, ранее изложенными в работе Умнова В.В. (2013), который указывает, что укорочение двусуставных мышц задней поверхности бедра, участвующих как в сгибании коленного сустава, так и в разгибании тазобедренного, приводит к сближению точек их прикрепления [16]. В таких условиях попытка разгибания в коленном суставе сопровождается наклоном таза кзади, сглаживанием поясничного лордоза и компенсаторным увеличением грудного кифоза. Полученные нами данные, свидетельствующие о взаимосвязи между дефицитом разгибания коленного сустава и уменьшением поясничного лордоза, согласуются с описанным механизмом.
В то же время результаты отдельных исследований указывают на менее выраженную зависимость между СККС и параметрами сагиттального профиля. Так, Wolf S.I., и соавт. (2014) при обследовании 375 пациентов с ДЦП не выявили достоверной взаимосвязи между СККС и углом наклона таза [17]. Подобные различия могут быть обусловлены особенностями методики исследования, поскольку в указанной работе оценка сагиттального профиля проводилась преимущественно на основании клинического анализа походки.
Противоположные данные приводят Abbasi L. и соавт. (2018), которые выявили значимое влияние СККС на позвоночно-тазовые соотношения, проявляющееся наклоном туловища кпереди [18]. Сходные результаты получены Szopa A. и соавт. (2020), выявившими статистически значимую взаимосвязь между сгибанием в коленных суставах и нарушением сагиттального баланса туловища [12]. Эти данные согласуются с результатами нашего исследования, в котором у пациентов старшей возрастной группы выявлены изменения положения позвоночника и таза, отражающие формирование системных компенсаторных механизмов.
В нашей предыдущей публикации Новиков В.А. и соавт. (2023) значимая корреляционная взаимосвязь между СККС и параметрами сагиттального позвоночно-тазового баланса была выявлена только у пациентов с III уровнем по классификации GMFCS [19]. Данный результат был интерпретирован как возможное влияние использования вспомогательных средств опоры, сопровождающееся смещением центра тяжести кпереди для поддержания сагиттального баланса. Однако в настоящем исследовании, после контроля влияния двигательного уровня GMFCS с использованием частного корреляционного анализа, статистически значимые взаимосвязи между СККС и параметрами сагиттального баланса (LL, SS, SVA) сохранились у пациентов старшей возрастной группы независимо от двигательного уровня. Это позволяет предположить, что выявленные закономерности обусловлены именно длительно существующей СККС, а не результатом влияния вспомогательных средств опоры.
В работе Kiernan D. и соавт. (2019) показано, что crouch-походка не всегда сопровождается выраженной компенсаторной реакцией туловища, а позвоночно-тазовые параметры могут сохраняться в пределах физиологических значений [20]. На основании полученных данных авторы пришли к выводу, что crouch gait не оказывает значимого влияния на состояние позвоночника у пациентов с ДЦП. Данные наблюдения частично согласуются с результатами нашего исследования у пациентов младшей возрастной группы, у которых после контроля уровня GMFCS статистически значимых взаимосвязей между СККС и параметрами сагиттального баланса не выявлено. В то же время у пациентов старшей возрастной группы нами выявлены устойчивые взаимосвязи между СККС и параметрами сагиттального профиля. Выявленные расхождения могут быть обусловлены несколькими факторами. Во-первых, в исследовании Kiernan D. и соавт. (2019). анализировался непосредственно паттерн crouch-походки в динамике (средний возраст пациентов 11,3 года), тогда как в настоящем исследовании оценивалась статическая СККС. Во-вторых, системные изменения позвоночно-тазовых соотношений, по нашим данным, формируются при длительном существовании контрактуры и становятся статистически значимыми именно в подростковом возрасте, который не был представлен в исследовании Kiernan. Таким образом, полученные нами результаты не противоречат выводам авторов, а дополняют их, демонстрируя, что длительно существующая СККС, а не только паттерн походки, может приводить к системной перестройке сагиттального баланса.
Систематический обзор O'Sullivan R. и соавт. (2018) подтверждает, что crouch gait при ДЦП имеет прогрессирующее естественное течение [21]. Авторы описывают патогенетический механизм как порочный круг, в котором сгибание коленного сустава, обусловленное активностью мышц задней поверхности бедра (hamstring), что приводит к компенсаторному увеличению активности четырехглавой мышцы бедра для поддержания разгибания в коленном суставе. Повышенная активность четырехглавой мышцы бедра, в свою очередь, создает повышенную нагрузку на разгибатели тазобедренного сустава -в том числе на те же hamstrings, которые участвуют как в сгибании колена, так и в разгибании таза. Это приводит к их перегрузке и дальнейшему прогрессированию сгибательной деформации.
Полученные в настоящем исследовании данные позволяют расширить данную концепцию, демонстрируя, что в описанный выше порочный круг вовлекаются также позвоночник и таз. У пациентов старшей возрастной группы выявлены устойчивые взаимосвязи СККС с поясничным лордозом, сагиттальной вертикальной осью и наклоном крестца. Это позволяет предположить, что длительно существующая контрактура коленного сустава не только усугубляется по механизму, описанному O'Sullivan R., но и запускает системную перестройку вышележащих отделов, которая, в свою очередь, может поддерживать и усиливать сгибательную установку колена, замыкая порочный круг на новом, более высоком уровне.
В исследовании Böhm H, и соавт. (2017) показано, что у части пациентов после хирургической коррекции СККС отмечалось увеличение PT и компенсаторное усиление LL [22]. Это свидетельствует о том, что изменение биомеханики коленного сустава способно оказывать влияние на положение таза и поясничный отдел позвоночника. Выявленные в нашем исследовании корреляции между СККС и параметрами PT и LL у пациентов старшей возрастной группы согласуются с данными наблюдениями и, вероятно, отражают аналогичные биомеханические механизмы, реализующиеся при длительно существующей контрактуре.
Bernard J.C., и соавт. (2014) показали, что у ходячих пациентов с ДЦП изменения затрагивают преимущественно ориентацию таза (PT и SS) при сохранении анатомического параметра PI [23]. Это указывает на наличие компенсаторных механизмов, затрагивающих тазовый комплекс, которые не связаны с врожденными особенностями строения таза. Авторы также отметили зависимость параметров таза от уровня двигательных нарушений: при увеличении уровня GMFCS отмечается увеличение наклон таза кзади (PT) и уменьшение наклона крестца (SS). Эти данные согласуются с выделенным в нашем исследовании «тазовым типом» компенсации, при котором адаптация к длительно существующей СККС реализуется за счет изменения пространственной ориентации таза.
Attias M., и соавт. (2015) показали, что у пациентов с ДЦП диапазон движений туловища увеличивается с ростом тяжести двигательных нарушений, что отражает сложность компенсаторных процессов с вовлечением вышележащих отделов опорно-двигательного аппарата [24]. Полученные нами данные дополняют эти наблюдения, демонстрируя, что компенсаторные изменения при ДЦП не ограничиваются увеличением подвижности туловища, но также затрагивают статические параметры сагиттального баланса. В совокупности это свидетельствует о том, что компенсаторные процессы при ДЦП носят системный характер и закономерно вовлекают позвоночник и таз, при этом выраженность и характер этих изменений зависит от возраста и длительности существования контрактуры.
Полученные в настоящем исследовании данные свидетельствуют о возрастной динамике компенсаторных изменений опорно-двигательного аппарата при СККС. Отсутствие статистически значимых взаимосвязей между СККС и параметрами сагиттального баланса у пациентов младше 12 лет после контроля влияния GMFCS указывает на то, что на ранних этапах компенсаторные механизмы реализуются преимущественно на локальном уровне, не затрагивая позвоночно-тазовый комплекс.
У пациентов старше 12 лет, напротив, выявлены устойчивые взаимосвязи СККС с поясничным лордозом (LL), сагиттальной вертикальной осью (SVA) и наклоном крестца (SS) после контроля влияния уровня GMFCS. Это позволяет предположить, что длительное существование контрактуры приводит к последовательному вовлечению вышележащих отделов кинематической цепи: первоначально позвоночника (изменение LL и SVA), а затем и тазового комплекса (изменение SS).
Выявленная возрастная динамика согласуется с выделенными в настоящем исследовании тремя последовательными уровнями компенсации (локальным, позвоночным и тазовым) и может иметь клиническое значение для определения оптимальных сроков хирургического вмешательства. Вместе с тем, учитывая кросс-секционный дизайн исследования, для окончательного подтверждения эволюционного характера изменений необходимы продольные наблюдения.
Заключение
Таким образом, результаты исследования позволяют рассматривать изменения позвоночно-тазовых соотношений у пациентов со СККС при ДЦП как последовательную адаптацию опорно-двигательного аппарата, направленную на поддержание сагиттального баланса.
Сопоставление полученных данных, после контроля влияния уровня GMFCS, позволило выделить три последовательных уровня компенсации при СККС:
Локальный уровень — изменения ограничены преимущественно коленным суставом и не сопровождаются значимой перестройкой позвоночно-тазовых соотношений.
Позвоночный уровень — компенсация осуществляется за счет уменьшения поясничного лордоза и смещения сагиттальной вертикальной оси (SVA), что отражает перестройку на уровне позвоночника.
Тазовый уровень — адаптация реализуется за счет ретроверзии таза.
Выявленные типы компенсации отражают эволюцию адаптационных механизмов опорно-двигательного аппарата при длительно существующей СККС и позволяют предположить последовательное вовлечение различных звеньев кинематической цепи «коленный сустав — таз — позвоночник».
About the authors
Vladimir А. Novikov
H. Turner National Medical Research Center for Сhildren’s Orthopedics and Trauma Surgery
Author for correspondence.
Email: novikov.turner@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3754-4090
Cand. Sci. (Med.)
Russian Federation, St. PetersburgValery V. Umnov
H. Turner National Medical Research Center for Сhildren’s Orthopedics and Trauma Surgery
Email: umnovvv@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5721-8575
Dr. Sci. (Med.)
Russian Federation, St. PetersburgAlina Mustafaeva
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г. И. Турнера» Минздрава России, Санкт-Петербург.
Email: alina.mys23@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0003-4108-7317
научный сотрудник отдела нейроортопедии, системных и орфанных заболеваний, аспирант
Russian FederationDmitry S. Zharkov
H. Turner National Medical Research Center for Сhildren’s Orthopedics and Trauma Surgery
Email: striker5621@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8027-1593
Russian Federation, St. Petersburg
Dmitry V. Umnov
H. Turner National Medical Research Center for Сhildren’s Orthopedics and Trauma Surgery
Email: dmitry.umnov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4293-1607
Cand. Sci. (Med.)
Russian Federation, St. PetersburgReferences
- Kanashvili B, Miller F, Church C, et al. The change in sagittal plane gait patterns from childhood to maturity in bilateral cerebral palsy. Gait Posture. 2021;90:154-160. doi: 10.1016/j.gaitpost.2021.08.022
- Rutz E, Baker R, Tirosh O, et al. Are results after single-event multilevel surgery in cerebral palsy durable? Clin Orthop Relat Res. 2013;471(3):1028-1038. doi: 10.1007/s11999-012-2766-9
- Мамедова М. Н. Распространенность и динамика заболеваемости детским церебральным параличом. Эффективная фармакотерапия. 2025; 21(18): 12–14. doi: 10.33978/2307-3586-2025-21-18-12-14.
- McIntyre S., Goldsmith S., Webb A. et al. Global prevalence of cerebral palsy: A systematic analysis. Dev. Med. Child Neurol. 2022; 64(12): 1494–1506. doi: 10.1111/dmcn.15346.
- Данилов А. А., Балицкая Ю. Л., Моця М. А. Механизм формирования и клиническое течение сгибательных контрактур коленных суставов у детей с церебральным параличом. Хірургія дитячого віку. 2013; 4: 8–15.
- Rethlefsen S.A., Blumstein G., Kay R. M. et al. Prevalence of specific gait abnormalities in children with cerebral palsy revisited: influence of age, prior surgery, and Gross Motor Function Classification System level. Dev. Med. Child Neurol. 2017; 59(1): 79–88. doi: 10.1111/dmcn.13205.
- Arnold A. S., Liu M. Q., Schwartz M. H. et al. The role of estimating muscle-tendon lengths and velocities of the hamstrings in the evaluation and treatment of crouch gait. Gait Posture. 2006; 23(3): 273–281. doi: 10.1016/j.gaitpost.2005.03.003.
- Cloodt E., Rosenblad A., Rodby-Bousquet E. Demographic and modifiable factors associated with knee contracture in children with cerebral palsy. Dev. Med. Child Neurol. 2018; 60(4): 391–396. doi: 10.1111/dmcn.13659.
- Куренков А. Л., Кузенкова Л. М., Фисенко Д. А. и др. Изменение паттернов спастичности у детей с церебральным параличом с III уровнем двигательного развития по системе классификации больших моторных функций (GMFCS III). Журн. неврологии и психиатрии им. С. С. Корсакова. 2020; 120(6): 36–44. doi: 10.17116/jnevro202012006136.
- Pandey RA, Johari AN, Shetty T. Crouch Gait in Cerebral Palsy: Current Concepts Review. Indian J Orthop. 2023;57(12):1913-1926. doi: 10.1007/s43465-023-01002-5
- Умнов В. В., Звозиль А. В., Умнов Д. В. и др. Взаимосвязь сгибательных контрактур в суставах нижних конечностей и сагиттального профиля позвоночника у больных детским церебральным параличом: предварительное сообщение. Ортопедия, травматология и восстановительная хирургия детского возраста. 2016; 4(4): 25–30.
- Szopa A., Domagalska-Szopa M., Siwiec A. et al. Canonical correlation between body-posture deviations and gait disorders in children with cerebral palsy. PLoS One. 2020; 15(6): e0234654. doi: 10.1371/journal.pone.0234654.
- Suh D. H., Hong J. Y., Suh S. W. et al. Analysis of hip dysplasia and spinopelvic alignment in cerebral palsy. Spine J. 2014; 14(11): 2716–2723. doi: 10.1016/j.spinee.2014.03.025.
- Новиков В.А., Умнов В.В., Умнов Д.В., и др. Клинико-рентгенологические показатели позвоночно-тазовых соотношений у детей с ДЦП // Современные проблемы науки и образования. 2022. № 6-1. doi: 10.17513/spno.32221
- Roussouly P, Berthonnaud E, Dimnet J. Analyse géométrique et mécanique de la lordose lombaire dans une population de 160 adultes asymptomatiques: essai de classification [Geometrical and mechanical analysis of lumbar lordosis in an asymptomatic population: proposed classification]. Rev Chir Orthop Reparatrice Appar Mot. 2003;89(7):632-639.
- Умнов В. В. Основные подходы к устранению сгибательной контрактуры коленного сустава у больных ДЦП. Травматология и ортопедия России. 2013; 3(69): 119–124.
- Wolf S. I., Mikut R., Kranzl A. et al. Which functional impairments are the main contributors to pelvic anterior tilt during gait in individuals with cerebral palsy? Gait Posture. 2014; 39(1): 359–364. doi: 10.1016/j.gaitpost.2013.08.014
- Abbasi L., Rojhani-Shirazi Z., Razeghi M. et al. Trunk Kinematic Analysis during Gait in Cerebral Palsy Children with Crouch Gait Pattern. J. Biomed. Phys. Eng. 2018; 8(3): 281–288.
- Новиков В.А., Умнов В.В., Умнов Д.В., и др. Виссарионов С.В. Взаимосвязь сгибательной контрактуры коленного сустава и сагиттального позвоночно-тазового профиля у пациентов с дцп // Современные проблемы науки и образования. 2023. № 6.
- Kiernan D., O'Sullivan R. The influence of crouch gait on sagittal trunk position and lower lumbar spinal loading in children with cerebral palsy. Gait Posture. 2019; 67: 65–70. doi: 10.1016/j.gaitpost.2018.09.003.
- O'Sullivan R, Horgan F, O'Brien T, et al. The natural history of crouch gait in bilateral cerebral palsy: A systematic review. Res Dev Disabil. 2018;80:84-92. doi: 10.1016/j.ridd.2018.06.013
- Böhm H, Hösl M, Döderlein L. Predictors for anterior pelvic tilt following surgical correction of flexed knee gait including patellar tendon shortening in children with cerebral palsy. Gait Posture. 2017;54:8-14. doi: 10.1016/j.gaitpost.2017.02.015
- Bernard JC, Deceuninck J, Leroy-Coudeville S, et al. Motor function levels and pelvic parameters in walking or ambulating children with cerebral palsy. Ann Phys Rehabil Med. 2014;57(6-7):409-421. doi: 10.1016/j.rehab.2014.06.004
- Attias M, Bonnefoy-Mazure A, Lempereur M, et al. Trunk movements during gait in cerebral palsy. Clin Biomech (Bristol). 2015;30(1):28-32. doi: 10.1016/j.clinbiomech.2014.11.009
Supplementary files



