УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДЛИНЕНИЯ БЕДРЕННОЙ КОСТИ С ОДНОВРЕМЕННЫМ ВОССТАНОВЛЕНИЕМ БИОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОСИ КОНЕЧНОСТИ
DEVICE FOR HIP JOINT ELONGATION WITH SIMULTANEOUS RECONSTRUCTION OF BIOMECHANICAL AXIS OF EXTREMITY

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и предназначено для удлинения бедренной кости у детей и подростков с возможностью восстановления биомеханических взаимоотношений сегментов конечности.
В настоящее время удлинение бедренной кости проводится с применением аппаратов внешней фиксации, отличающихся способом их фиксации на конечности, который может быть стержневым, спицевым и спицестержневым. Условно все способы включают применение аппаратов, состоящих из опор, наложенных на каждый фрагмент кости, последующую остеотомию или кортикотомию, и дистракцию в аппарате на 4-5 сутки с темпом 0,25 мм 4 раза в сутки.
Аппараты внешней фиксации для удлинения бедренной кости состоят из кольцевых и полукольцевых опор, соединенных резьбовыми штангами, которые фиксируют стержнями или спицами, или используют комбинацию этих способов. Если эти аппараты накладывают на проксимальный отдел бедра, то это вызывает значительные неудобства для больного, так как громоздкость проксимальных дуг затрудняет ходьбу, а без дополнительных приспособлений невозможно удобно расположить больного на кровати. В.Голяховским и В.Френкелем [1] впервые предложено применение в аппаратах секторальных опор, что значительно повышает «качество жизни» пациента в послеоперационном периоде. Однако применяемый ими аппарат содержит множество конструктивных узлов и излишне громоздок, поэтому он находит сдержанное применение в детской практике.
Этих недостатков лишены стержневые компрессионно-дистракционные аппараты внешней фиксации. Известен аппарат для лечения переломов длинных трубчатых костей [2] - наиболее близкий заявляемому аппарату, он принят за прототип. Благодаря малым размерам и весу этот аппарат удобен для пациента, его наложение исключает повреждение сосудисто-нервных образований, занимает у хирурга немного времени, и позволяет проводить разработку смежных суставов на протяжении всего курса лечения. Достаточная жесткость конструкции позволяет полностью нагружать оперированную конечность, что способствуют профилактике остеопороза и атрофии мышц. Однако этот аппарат недостаточно управляемый и не позволяет контролировать форму регенерата в дистракционном периоде. Восстанавливать механическую и анатомическую ось конечности с его помощью тем более невозможно, т.е. восстанавливать правильное взаимоотношение сегментов нижней конечности в сагиттальной и фронтальной плоскости, которое зачастую нарушается после удлинения этих сегментов [3].
Сущность изобретения заключается в совокупности существенных признаков, достаточной для достижения искомого технического результата, состоящего в удлинении бедренной кости с восстановлением правильного взаимоотношения сегментов нижней конечности в сагиттальной и фронтальной плоскостях, без дополнительного оперативного вмешательства, при снижении травматичности, с повышением комфортности для больного в период лечения, с улучшением исходов лечения.
Сущность устройства для удлинения бедренной кости с одновременным восстановлением биомеханической оси конечности состоит в том, что оно содержит опоры в виде дугообразных пластин, изогнутых по радиусу в собственной плоскости, и отогнутых в этой плоскости в виде выступов от концевых отделов пластины в сторону ее выпуклости. Выступы и концевые отделы пластины оснащены отверстиями с двусторонней зенковкой, а вдоль пластины выполнены отверстия, размещенные по радиусу. Устройство содержит резьбовые штанги, связывающие эти опоры, внутрикостные стержни, и стержнефиксаторы в виде призмы, для установки в них резьбовых стержней, с возможностью фиксации последних гайками. На боковой поверхности призмы установлена квадратная бобышка для фиксации стержнефиксаторов в опоре. Отверстия вдоль пластины выполнены в виде дугообразных пазов. Дуги пластины и упомянутые пазы являются дугами окружностей, центр которых совпадает с осью бедра. Отверстия, расположенные в концевых отделах пластины, предназначены для медиальных резьбовых штанг, а отверстия в выступах имеют сферическую зенковку и предназначены для латеральных резьбовых штанг. Штанг в аппарате две пары. Каждая из медиальной пары штанг состоит из двух штанг, соединенных шарниром, с возможностью регулирования и фиксации в месте стыка болтом с гайкой. Латеральные штанги выполнены цельными, и соединены с опорами гайками со сферическими контактными поверхностями, тогда как медиальные штанги соединены с опорами обычными гайками.
Выполнение пластин и упомянутых пазов, для установки стержнефиксаторов, в виде дуг окружности, центр радиуса которых совпадает с осью бедра, обеспечивает создание направления дистракционного усилия вдоль оси удлиняемого бедра и, в клиническом аспекте, обеспечивает формирование прямолинейного регенерата.
Отверстия в выступах опор, предназначенные для установки в них латеральных резьбовых штанг, имеют сферическую зенковку, которая обеспечивает, при взаимодействии со сферической контактной поверхностью гайки, возможность наклона штанги, относительно опоры, под углом в пределах 15-20°, достаточным для восстановления биомеханической оси конечности как во фронтальной, так и в сагиттальной плоскостях. Фиксация опор на штангах сферическими гайками обеспечивает поворот одной опоры относительно другой, без дополнительных шарниров, поскольку контакт между опорой и каждой гайкой происходит не по плоскости, как при использовании обычных гаек, а по поверхности сферической фаски и шаровой поверхности гайки, что существенно снижает вес конструкции и делает ее технологичнее.
Выполнение каждой из медиальной пары штанг из двух штанг, соединенных шарниром, обеспечивает создание заданного дистракционного регенерата, с необходимыми пространственными углами. Регенерат такой формы необходим для восстановления биомеханической оси нижней конечности, а также для профилактики развития варусной деформации дистракционного регенерата. Применение секторальных опор (пластин, изогнутых по радиусу в собственной плоскости) для удлинения сегментов конечностей, а не кольцевых опор, как в аппарате Илизарова, в процессе удлинения сегментов, как правило, приводит к возникновению варусной деформации аппарата, связанной с увеличением дистракционных усилий. Эта деформация всей конструкции проявляется изгибом дистракционных штанг, соединяющих секторальные опоры, под действием приводящих мышц бедра, что вызывает аналогичную деформацию регенерата.
Соединение каждой из медиальной пары штанг шарнирами, с возможностью регулирования и фиксации в месте стыка болтом с гайкой, обеспечивает возможность регулирования и фиксации угла между составляющими штангами, а значит и пространственных углов дистракционного регенерата, причем дистракционный период протекает при фиксированном положении шарниров. В режиме коррекции биомеханической оси нижней конечности, а также для профилактики развития варусной деформации дистракционного регенерата, пары шарниров расслабляют, и коррекция производится за счет работы по сферическим гайкам пары латеральных штанг.
Соединение медиальных штанг с опорами обычными гайками позволяет сохранять параллельность опор во время дистракционного периода, при условии равномерной дистракции по обеим парам штанг.
Устройство поясняется на приведенных иллюстрациях. На фиг.1 показан аппарат, наложенный на бедренную кость; на фиг.2 - аппарат со сформированным дистракционным регенератом.
Аппарат содержит опоры 1, выполненные в виде пластин, изогнутых по радиусу в собственной плоскости и отогнутых в этой плоскости в виде выступов 2 от концевых отделов пластины в сторону ее выпуклости. Опоры аппарата 1 соединены между собой с помощью резьбовых штанг латеральных 3, по отношению к бедру, и медиальных - 4. Латеральные штанги 3 располагаются в отверстиях, расположенных в выступах опор 1, имеющих сферическую зенковку и зафиксированы в них посредством гаек 5, имеющих сферические контактные поверхности. Резьбовые медиальные штанги 4, выполненные из двух штанг, соединены шарниром 6. Шарнир 6 имеет возможность регулирования и фиксации болтом 7 в гайке 8. Медиальные штанги 4 установлены в отверстиях концевых отделов пластин и соединяются с опорами 1 гайками 9. Аппарат фиксируется на бедренной кости внутрикостными стержнями 10-13.
Способ осуществляется следующим образом.
Перед операцией, с целью выявления анатомического укорочения бедренной кости, производят рентгенографию обеих нижних конечностей в прямой проекции на одной пленке. В проксимальный отдел бедра с латеральной стороны, строго во фронтальной плоскости, вводят внутрикостный стержень 10 под углом 90° градусов к кости, таким образом, чтобы он располагался ниже зоны роста большого вертела, но выше линии кортикотомии. Соответственно на дистальном отделе бедра внутрикостный стержень 11 вводят ниже линии кортикотомии, в той же плоскости, но выше зоны роста мыщелков бедра. После монтажа дистальной и проксимальной опор на внутрикостных стержнях 10 и 11, опоры соединяют между собой с помощью двух пар резьбовых штанг: латеральных 3 и медиальных 4. Медиальные штанги 4 выполнены составными, каждая из двух штанг, соединены шарниром 6, с возможностью регулирования и фиксации в месте стыка болтом 7 в гайке 8. Установку этих штаг производят так, чтобы шарнир располагался строго напротив линии предполагаемой кортикотомии. Производят рентгенографию бедра в двух плоскостях: переднее-задней и боковой проекциях. По снимкам определяют положение аппарата относительно оси бедра и, при необходимости, центрируют аппарат таким образом, чтобы последний находился строго параллельно оси бедренной кости в двух плоскостях. После этого производят введение стержней 12 и 13, ниже или выше установленных стержней 10 и 11, с пространственным «закосом». Стержни 12 и 13 проводят в кость под другим углом, отличным от прямого угла, и фиксируют на проксимальной и дистальной опоре. Таким введением стержней достигается достаточная жесткость конструкции, при условии сохранения параллельного расположения аппарата относительно оси бедренной кости. Данный прием достигается за счет выполнения пластин и пазов для установки стержнефиксаторов в виде дуг окружностей, центр которых совпадает с осью бедра, что обеспечивает направление дистракционного усилия вдоль оси удлиняемого бедра.
1
4
Через разрез кожи и мягких тканей осуществляют доступ к поверхности бедренной кости и производят ее кортикотомию в средней трети - верхней трети. На завершающем этапе операции ушивают рану и накладывают асептические повязки. В послеоперационном периоде, на 5-6 день, осуществляют дозированную дистракцию по латеральным 3 и медиальным 4 штангам аппарата, производя гайками 5 по / оборота 4 раза в день через равные промежутки времени. Это соответствует удлинению конечности на 1 мм в сутки. При формировании дистракционного регенерата неизбежно возникает его варусная деформация в той или иной степени, величина которой пропорциональна величине удлинения. Для избежания этого производят поддерживающую компрессию по латеральным штангам 3. По окончании формирования дистракционного регенерата 14, производят рентгенографию, с целью определения биомеханической оси конечности, и при необходимости, путем варизации или вальгизации костного регенерата на угол, зависящий от длины сформированного регенерата, за счет расслабления или затягивания сферических гаек 5 на латерализированных штангах 3. Коррекцию в сагиттальной плоскости производят за счет поворота шарниров 6 медиальных штанг 4, и работы гайками 5 и 9 на медиальных 4 и латеральных штангах 3, чем обеспечивается поворот обеих опор. После достижения правильного взаимоотношения сегментов нижней конечности во фронтальной и сагиттальной плоскостях, аппарат стабилизируют.
Предложенный аппарат позволяет проводить удлинение бедренной кости с одновременным восстановлением биомеханической оси конечности во фронтальной и сагиттальной плоскостях, что положительно сказывается на состоянии смежных суставов, предотвращает артрозы суставов и формирует правильную походку. Благодаря шарнирам, установленным между опорами на уровне остеотомии на медиальных штангах, исключается необходимость перемонтировки аппарата внешней фиксации, которая обычно требует проведения повторного наркоза.
Источники информации
1. В.Голяховский, В.Френкель Руководство по чрескостному остеосинтезу методом Илизарова. // М.: «Бином» и др., - 1999 г., стр.166-167.
2. Патент РФ №2201168, А61В17/66, БИ №9, 2003 г.
3. А.В.Попков, Д.А.Попков Некоторые вопросы биомеханики оперативного удлинения бедра. // Гений ортопедии. - 1997. - №1. - С.24-26.
4. Паспорт А. 101.00.00.00 ПС на комплект компрессионно-дистракционных аппаратов Г.А.Илизарова для верхней конечности, голени и бедра, Гудермес, 1991, стр.9-11.