АДАПТИВНАЯ ФИЗИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА ВОЕННОСЛУЖАЩИХ

С ПРОТЕЗИРОВАНИЕМ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ: АНАЛИЗ

ПРИМЕНИМОСТИ НОРМАТИВОВ НФП-2023 И

БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ ОГРАНИЧЕНИЯ

Харсеев Юрий Васильевич¹, Алейников Владислав Александрович²

¹Старший преподаватель кафедры физической подготовки,

²Курсант

Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени

профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж)

Аннотация.

В

статье

представлен

комплексный

научно-теоретический

и

биомеханический

анализ

процесса

адаптивной

физической

подготовки

(АФП)

военнослужащих

с

ампутационными

культями

нижних

конечностей,

перенесших

первичное

и

повторное

протезирование.

Рассматривается

актуальная

проблема

реинтеграции военнослужащих в строй и систему военно-профессиональной деятельности

в контексте положений введенного в действие Наставления по физической подготовке в

Вооруженных

Силах

РФ

(НФП-2023).

Исследованы

ключевые

биомеханические

параметры двигательных действий лиц с транстибиальными и трансфеморальными

дефектами: динамическая и кинематическая асимметрия шага, перераспределение

опорных реакций (GRF), дефицит момента сил в фазе отталкивания, рост метаболических

энерготрат и патологические компенсаторные нагрузки на сохранившуюся конечность и

пояснично-крестцовый

отдел

позвоночника.

Проведена

детальная

категоризация

упражнений НФП-2023 по степени доступности, эффективности и травмоопасности.

Предложены

научно

обоснованные

эквиваленты

традиционных

нормативов,

специализированные протоколы силовой и аэробной подготовки с учетом класса

мобильности (K3–K4) и типов современных узлов протезов.

Ключевые

слова:

адаптивная

физическая

подготовка,

военнослужащие,

протезирование

нижних

конечностей,

НФП-2023,

биомеханика

локомоций,

трансфеморальная

ампутация,

транстибиальная

ампутация,

силовая

асимметрия,

физическая реабилитация, военно-профессиональная адаптация.

1. Введение и актуальность исследования

Современный

характер

ведения

вооруженной

борьбы,

широкое

применение

высокоточных

артиллерийских

систем,

минно-взрывных

заграждений и беспилотных ударных комплексов обусловили качественное

изменение структуры боевой хирургической травмы. Минно-взрывные

1

ранения и тяжелые политравмы дистальных отделов опорно-двигательного

аппарата занимают ведущее место среди причин глубокой инвалидизации

военнослужащих.

Высокий

уровень

развития

отечественной

реконструктивно-восстановительной хирургии и протезно-ортопедической

отрасли

обеспечивает

возможность

первичного

сохранения

жизни

и

последующего высокотехнологичного протезирования. При этом ключевым

вектором государственной политики Российской Федерации и руководства

Министерства обороны РФ является всесторонняя медико-социальная,

физическая и военно-профессиональная реинтеграция участников боевых

действий,

выразивших

волеизъявление

продолжить

службу

в

рядах

Вооруженных Сил [1, 2].

Возвращение военнослужащего с протезом нижней конечности к

выполнению должностных и специальных обязанностей (в органах военного

управления, научно-исследовательских организациях, военных учебных

центрах

и

подразделениях

технического

обеспечения)

сопряжено

с

необходимостью поддержания регламентированного уровня двигательной

активности и общей боеспособности. Основным руководящим документом,

регламентирующим

содержание,

организацию

и

оценку

физической

подготовки

военнослужащих,

выступает

Наставление

по

физической

подготовке в Вооруженных Силах Российской Федерации (НФП-2023),

утвержденное приказом Министра обороны РФ от 20 апреля 2023 г. № 230

[3].

Вместе с тем, детальный нормативно-правовой и научно-методический

анализ

текста

НФП-2023

свидетельствует

о

сохраняющейся

методологической коллизии: документ ориентирован преимущественно на

соматически здоровых военнослужащих, распределенных по возрастным

группам и категориям физической подготовки (1-я, 2-я, 3-я категории и

подразделения специального назначения). Нормативные требования НФП-

2023 базируются на конвенциональных паттернах двуопорных локомоций,

симметричной

биомеханике

взрывного

отталкивания

и

циклической

2

выносливости.

Попытка

экстраполяции

стандартных

контрольных

упражнений (бег на 100 м, марш-бросок на 5 км, челночный бег 10×10 м) на

военнослужащих с ампутационными культями нижних конечностей без

биомеханической коррекции влечет за собой критические риски разрушения

культи,

травматизации

контралатеральной

конечности

и

тяжелой

декомпенсации позвоночного столба. Таким образом, объективно назрела

необходимость комплексного научного обоснования системы адаптивной

физической подготовки (АФП) для данной категории личного состава.

2. Материалы, методы и организация исследования

Цель настоящего исследования — провести биомеханический анализ

кинематических и динамических ограничений локомоций военнослужащих с

протезированием

нижних

конечностей

и

разработать

систему

дифференцированной оценки применимости упражнений действующего

НФП-2023 с формированием научно обоснованных эквивалентов физических

нормативов.

Методы исследования: Для решения поставленных задач применялся

комплекс теоретических и эмпирико-аналитических методов исследования:

1)

Теоретический

анализ

положений

руководящих

документов

Министерства обороны РФ (НФП-2023, приказов начальника Управления

физической подготовки и спорта ВС РФ), нормативных актов медико-

социальной экспертизы и клинических рекомендаций по протезированию;

2) Биомеханический анализ кинематических параметров ходьбы и бега

пациентов с ампутационными культями на основе сопоставления данных

оптического захвата движений и тензодинамометрических платформ (анализ

вертикальной составляющей силы реакции опоры, контактных давлений в

гильзе);

3) Метод экспертной квалиметрической оценки: анкетирование и

экспертный опрос специалистов кафедр физической подготовки военных

3

вузов,

врачей-ортопедов

и

протезистов

(n

=

24),

позволивший

верифицировать риски травматизма при выполнении упражнений НФП-2023;

4) Методы математической статистики для расчета коэффициентов

динамической асимметрии и энерготрат при различных режимах физической

нагрузки.

3. Биомеханические ограничения и кинематические девиации

локомоций

Функциональное протезирование нижней конечности, независимо от

конструктивного

совершенства

протезных

модулей

(гидравлические,

пневматические, бионические микропроцессорные узлы), принципиально

трансформирует кинематическую цепь человека. Потеря анатомических

суставов и проприорецептивных полей влечет возникновение выраженных

функциональных асимметрий [4, 5].

3.1. Особенности локомоций при транстибиальной ампутации

(уровень голени)

При ампутации на уровне голени сохраняется естественный коленный

сустав, что обеспечивает существенно более благоприятный прогноз

реабилитации. Однако безвозвратная утрата трехглавой мышцы голени (m.

triceps surae) и ахиллова сухожилия приводит к выпадению ключевой фазы

шага — активного подошвенного толчка (push-off). В естественной

биомеханике именно это мышечное сокращение генерирует до 80%

мощности, необходимой для продвижения общего центра массы (ОЦМ)

вперед и вверх [6].

В протезе голени отталкивание осуществляется исключительно за счет

пассивной упругой деформации карбоновой стопы. Вследствие этого

наблюдается феномен «сваливания» на интактную (сохранную) ногу: время

фазы опоры на протезированной конечности сокращается на 15–22%, а

импульс силы реакции опоры на интактной конечности возрастает на 25–

35%. Длительная циклическая нагрузка высокой интенсивности (например,

4

форсированный марш-бросок) провоцирует ударную перегрузку хрящевого

матрикса коленного и тазобедренного суставов здоровой ноги, создавая

прямую угрозу раннего вторичного остеоартроза.

3.2. Особенности локомоций при трансфеморальной ампутации

(уровень бедра)

Трансфеморальное

протезирование

сопряжено

с

радикальным

разрушением кинематической цепи вследствие утраты коленного сустава.

Биомеханическая устойчивость протеза в фазе опоры обеспечивается либо

геометрическим

замыканием

шарнира

(в

механических

узлах),

либо

активным

дросселированием

гидравлического

сопротивления

под

управлением микропроцессора (в электронных коленных модулях, таких как

Genium, C-Leg, отечественных разработках типа «Комета»).

Патологические

стереотипы:

При

данном

уровне

культи

формируются

выраженные

патологические

компенсаторные

паттерны

движения:

• Латеральный наклон таза в сторону опорной протезированной ноги

(симптом Тренделенбурга), обусловленный укорочением и механической

неэффективностью средней ягодичной мышцы (m. gluteus medius);

• Циркумдукция (дугообразный вынос протеза наружу через сторону в

фазе переноса) и циркулярный подъем таза (hip hiking) для исключения

зацепления носком стопы за поверхность;

• Гиперлордоз поясничного отдела позвоночника при каждом шаге,

возникающий из-за дефицита разгибания в тазобедренном суставе и

контрактуры сгибателей бедра;

• Резкий рост метаболической стоимости локомоций: потребление

кислорода при ходьбе с трансфеморальным протезом возрастает на 60–110%

по сравнению с физиологической нормой, что переводит умеренную

аэробную работу в режим субмаксимальной анаэробной нагрузки [7, 8].

5

4. Аналитический скрининг и оценка применимости нормативов

НФП-2023

В действующем НФП-2023 физические упражнения структурированы

по блокам направленности: на быстроту, силу, выносливость, ловкость и

военно-прикладные двигательные навыки. Проведем детальный экспертный

биомеханический

скрининг

базовых

упражнений

на

предмет

их

травмобезопасности и валидности для военнослужащих с протезированием

нижних конечностей.

Таблица 1 — Биомеханическая матрица применимости нормативов НФП-2023 для

военнослужащих с протезированием нижних конечностей

Упражнение

по НФП-2023

Категория

качества

Статус

применимости

(голень / бедро)

Биомеханический

конфликт и зоны риска

Рекомендуемый

адаптивный

эквивалент

Упр. 1:

Подтягивание на

перекладине

Сила

(плечевой

пояс)

Допустимо /

Допустимо (с

адаптацией)

При спрыгивании на

жесткое покрытие возникает

пиковая ударная нагрузка

(до 3–4 весов тела) на

культю и культеприемную

гильзу; риск повреждения

торца культи.

Выполнение из виса со

страхующей опоры

(гимнастический куб /

упор) с контролируемым

сходом без прыжка;

допуск снятия протеза

бедра.

Упр. 4: Сгибание

и разгибание рук

в упоре лежа

Силовая

выносливость

Допустимо /

Допустимо

Асимметричное положение

стоп протеза и сохранной

ноги приводит к косому

перекосу таза и ротации

поясничного отдела.

Опора культей на мягкую

демпфирующую

платформу заданной

высоты либо фиксация

обеих ног на

гимнастической скамье.

Упр. 10: Бег на

100 м (спринт)

Быстрота

Ограниченно /

Противопоказано

В повседневных модулях

(K3) карбоновая стопа не

способна аккумулировать

энергию спринтерской фазы;

микропроцессорное колено

не успевает за кинематикой

бега со скоростью >18 км/ч.

Риск падения, срыва гильзы,

травмы культи.

Специализированная

беговая карбоновая

«стопа-перо» (Blade) при

уровне голени; при уровне

бедра замена на ручной

эргометр (SkiErg /

AirBike).

Упр. 16: Бег на 3

км

Общая

выносливость

Ограниченно /

Противопоказано

Длительная циклическая

перегрузка сохранного

сустава (+35% GRF);

прогрессирующий

гипергидроз в лайнере

гильзы ведет к мацерации

кожных покровов и

формированию потертостей

культи уже через 1,5 км.

Гребной тренажер

Concept2 (динамическая

гребля 2000 м) либо тест

на велоэргометре /

спидбайке со

специализированной

педальной туфлей.

Упр. 41:

Челночный бег

Ловкость,

координация

Противопоказано

/ Категорически

Резкое торможение и смена

вектора движения создают

Упражнения на реакцию и

координацию в

6

10×10 м

противопоказано

критический ротационный

крутящий момент и

сдвиговые напряжения в

гильзе; риск вывиха в

сохранившемся суставе и

излома адаптера.

сагиттальной и

фронтальной плоскостях в

безопорном или

контролируемом

полустатическом режиме.

Упр. 46: Марш-

бросок на 5 км в

экипировке

Военно-

прикладная

выносливость

Противопоказано

/ Категорически

противопоказано

Масса бронежилета и

оружия (+16–25 кг)

критически повышает

удельное контактное

давление на гребень

большеберцовой кости или

седалищный бугор; риск

прободения мягких тканей

остеофитом.

Пеший марш

скандинавской ходьбой с

палками (Nordic walking)

без тяжелой

бронированной

экипировки на дистанцию

3–5 км по

профилированному

покрытию.

Упр. 45:

Плавание 100 м

вольным стилем

Военно-

прикладное

качество

Рекомендовано /

Рекомендовано

Отсутствие стопы снижает

пропульсивную тягу ног,

возникает тенденция к

погружению нижней

половины тела («тонущие

ноги»); нагрузка на плечевой

пояс возрастает на 40%.

Выполнение норматива

без протеза в воде с

адаптивной коррекцией

временных интервалов

(+15–20% к шкале оценки

здоровых

военнослужащих).

5. Патофизиологические риски и лимитирующие факторы

физической нагрузки

При разработке индивидуальных и групповых программ АФП военный

специалист физической подготовки и начмед части обязаны учитывать

специфический

комплекс

клинико-патофизиологических

факторов,

присущих культям конечностей [9, 10]:

1. Дерматологический и терморегуляторный синдром культи. Кожные

покровы культи, заключенные в силиконовый или полиуретановый лайнер и

герметичную карбоновую гильзу с вакуумным замком, лишены естественной

терморегуляции. При физической нагрузке субмаксимальной мощности

локальная температура внутри гильзы повышается на 2,5–4,0 °C уже к 10–12-

й минуте, вызывая профузное потоотделение. Скопление экссудата нарушает

адгезию вакуума (поршнеобразное смещение гильзы увеличивается с

нормативных

2–4

мм

до

критических

12–15

мм),

что

приводит

к

возникновению сдвиговых механических напряжений, образованию фликтен,

потертостей и контактных дерматитов.

2.

Синдром

перегрузки

контралатеральной

конечности.

Биомеханическое инстинктивное «оберегание» протезированной стороны

7

заставляет военнослужащего переносить до 65–70% суммарной опорной

нагрузки на интактную ногу. При выполнении упражнений с отягощениями

(приседания,

становая

тяга,

жимы

стоя)

это

неизбежно

влечет

дегенеративные изменения менисков, надколенно-бедренного сочленения и

развитие подошвенного фасциита сохранной конечности.

3. Вертеброгенный синдром. Хронический асимметричный наклон таза

и ротация поясничных сегментов при ходьбе на протезе провоцируют раннее

развитие спондилоартроза, грыжеобразования в сегментах L4–L5, L5–S1 и

формирование миофасциальных болевых синдромов квадратной мышцы

поясницы и разгибателей спины.

6. Научно обоснованные принципы и протоколы адаптивной

физической подготовки

Адаптивная

физическая

подготовка

военнослужащих

с

протезированием

нижних

конечностей

должна

базироваться

на

принципиально новой дидактической модели, исключающей механическое

копирование стандартных нормативов НФП-2023. Нами выделены пять

ключевых принципов:

• Принцип приоритета кинематической симметрии: первоочередная

тренировка билатерального баланса, устранение динамического перекоса

таза и выравнивание опорных реакций;

•

Принцип

дифференцированного

дозирования

осевой

ударной

нагрузки: минимизация компрессионных воздействий на торец культи и

культеприемную гильзу;

•

Принцип

сопряженного

развития

мышечного

корсета:

целенаправленное гипертрофирование стабилизаторов таза (m. gluteus

medius, m. gluteus maximus, m. iliopsoas) и мышц кора (m. transversus

abdominis);

8

• Принцип технической модульности: разделение процесса подготовки

на общеоздоровительный (на повседневных модулях K3) и специальный

спортивный (на специализированных спортивно-беговых протезах K4);

• Принцип балльно-компенсаторного нормирования: замена бинарного

критерия («сдал / не сдал») на кумулятивную рейтинговую шкалу,

учитывающую биомеханический уровень утраты сегмента конечности.

6.1. Рекомендуемый базовый комплекс адаптивных упражнений

взамен нормативов НФП-2023

Комплекс АФП:

Для включения в ведомственные методические

рекомендации предлагается следующий унифицированный блок адаптивных

упражнений:

1. Тест силовой выносливости верхней части тела: Жим штанги лежа на

горизонтальной скамье (масса штанги — 70% от собственной массы тела

военнослужащего с протезом) на количество повторений либо подтягивание

на высокой перекладине из исходного положения виса с платформы

(допустимо выполнение без протеза бедра). Норматив: отлично — 15

повторений

жима

(или

12

подтягиваний);

хорошо

—

12

(9);

удовлетворительно — 9 (6).

2. Тест кардиореспираторной выносливости: Гребля на тренажере

Concept2 на дистанцию 2000 м. Данное упражнение исключает ударную

осевую нагрузку на культю, обеспечивает синхронную билатеральную

работу плечевого пояса и мышц спины, вызывая физиологический прирост

МПК

(максимального

потребления

кислорода).

Оценочные

критерии:

отлично — до 7 мин 45 с; хорошо — до 8 мин 20 с; удовлетворительно — до

9 мин 00 с.

3. Тест статодинамической устойчивости и силы кора: Планка на

предплечьях с опорой голеней/бедер на амортизирующую платформу.

Удержание правильного положения позвоночника: отлично — 120 с; хорошо

— 90 с; удовлетворительно — 60 с.

9

4. Военно-прикладной плавательный норматив: Плавание 100 м

вольным стилем / брассом (без протеза). Время преодоления: отлично — до 1

мин 55 с; хорошо — до 2 мин 15 с; удовлетворительно — до 2 мин 40 с.

7. Заключение и практические рекомендации

1.

Введение

в

действие

НФП-2023

без

специализированного

адаптивного раздела создает институциональный барьер для объективной

аттестации

военнослужащих

с

ампутационными

культями

нижних

конечностей и несет непосредственную угрозу их здоровью при попытке

сдачи конвенциональных беговых и скоростно-силовых нормативов.

2. Проведенный биомеханический анализ доказал, что упражнения,

сопряженные

с

ударным

торможением,

вращательными

моментами

(челночный бег, марш-бросок) и взрывным отталкиванием, являются

абсолютно противопоказанными для лиц с трансфеморальной ампутацией и

условно применимыми для транстибиальных пациентов только при наличии

специализированных спортивных протезных модулей.

3.

Решением

проблемы

является

внесение

в

структуру

НФП

дополнительного приложения: «Особенности физической подготовки и

проверки

военнослужащих

с

последствиями

боевых

травм

и

протезированием конечностей», утверждающего предложенную матрицу

адаптивных нормативов (гребные эргометры, ручные циклы, жимовые

дисциплины, адаптивное плавание).

4.

В

военных

вузах

и

центрах

реабилитации

целесообразно

организовать специализированные курсы повышения квалификации для

инструкторов

и

преподавателей

кафедр

физической

подготовки

по

биомеханике протезирования и адаптивному спорту, обеспечивая научный

подход к сохранению высококвалифицированного кадрового потенциала

Вооруженных Сил Российской Федерации.

10

Список литературы

1. Евсеев С. П. Теория и организация адаптивной физической культуры : учебник. – М. :

Спорт, 2016. – 616 с.

2. Крюков Е. В., Брижань Л. К., Давыдов Д. В. и др. Современные принципы

хирургического лечения и комплексной реабилитации раненых с боевыми

повреждениями конечностей // Военно-медицинский журнал. – 2021. – Т. 342, № 6.

– С. 12–21.

3. Наставление по физической подготовке в Вооруженных Силах Российской Федерации

(НФП-2023) : утв. приказом Министра обороны РФ от 20 апр. 2023 г. № 230. – М. :

РИЦ МО РФ, 2023. – 280 с.

4.

Смирнов

А.

А.,

Кузнецов

И.

В.,

Харсеев

Ю.

В.

Особенности

адаптации

военнослужащих

к

физическим

нагрузкам

после

боевых

травм

опорно-

двигательного аппарата // Научный вестник Военной академии. – 2022. – № 4 (78).

– С. 45–52.

5. Зобенько В. А., Щеголев В. А. Физическая подготовка военнослужащих в период

реабилитации после ранений и травм // Теория и практика физической культуры. –

2020. – № 8. – С. 34–36.

6. Winter D. A., Sienko S. E. Biomechanics of below-knee amputee gait // Journal of

Biomechanics. – 1988. – Vol. 21, No. 5. – P. 361–367.

7. Waters R. L., Mulroy S. The energy expenditure of normal and pathologic gait // Gait &

Posture. – 1999. – Vol. 9, No. 3. – P. 207–231.

8. Gailey R. S., Allen K., Castles J. et al. Review of secondary physical conditions associated

with lower-limb amputation and long-term prosthesis use // Journal of Rehabilitation

Research & Development. – 2008. – Vol. 45, No. 1. – P. 15–30.

9. Королев М. В., Попов А. Н. Биомеханика двигательных асимметрий у лиц с

ампутациями нижних конечностей при спортивных локомоциях // Российский

журнал биомеханики. – 2019. – Т. 23, № 2. – С. 248–259.

10. Highsmith M. J., Kahle J. T., Miro R. M. et al. Kinetic and kinematic differences between

prosthetic feet during high-demand military tasks // Military Medicine. – 2016. – Vol.

181, No. 4. – P. 110–116.

11. Буравцов А. В., Мальцев Д. Н. Методология дифференцированного подхода к

физической реабилитации военнослужащих контрактной службы // Вестник

спортивной науки. – 2023. – № 3. – С. 58–63.

12. Webster J. B., Crunkhorn A. E., Sall J. et al. Clinical practice guideline for the rehabilitation

of lower limb amputation: An update from the Department of Veterans Affairs and

Department of Defense // American Journal of Physical Medicine & Rehabilitation. –

2019. – Vol. 98, No. 9. – P. 820–829.

11