ФИКСАТОР АППАРАТА ВНЕШНЕЙ ФИКСАЦИИ ОТЛОМКОВ КОСТЕЙ КОНЕЧНОСТЕЙ И/ИЛИ ТАЗА

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к медицине, а именно к травматологии и военно-полевой хирургии, и предназначена для оказания противошоковой терапии у раненых и пострадавших с повреждениями конечностей и таза путем внешней фиксации костных отломков или сегментов конечностей, что приводит к уменьшению болевого синдрома, снижению риска жизнеугрожающих осложнений, значительно облегчает транспортировку.
Уровень техники
Наиболее распространенным методом выбора наружной чрескостной фиксации конечностей и таза у раненых и пострадавших во время боевых конфликтов, при техногенных авариях и стихийных бедствиях является стержневой аппарат наружной фиксации, который, как правило, содержит штанги, стержни, держатели (зажимы) с отверстиями под штанги и стержни. Следует отметить, что держатель является ключевым конструктивным элементом аппарата, влияющим на качество и эффективность проводимой с использованием аппарата операции. На сегодняшний день существует большое количество вариаций наружных стрежневых чрескостных аппаратов с теми или иными преимуществами и недостатками отдельных его конструктивных элементов, при этом большинство из них применяются в плановой травматологии и не предназначены для наложения в полевых условиях военного конфликта и при массовом поступлении раненых и пострадавших в стационар.
Из уровня техники известен аппарат для фиксации костных отломков КСТ-1 (патент РФ № 2012273, МПК А61В 17/58), содержащий штанги, стержни, держатели с отверстиями под штанги, стержни и элементы крепления. С целью повышения надежности фиксации аппарат снабжен втулками с наружной резьбой и радиальным пазом на конце, а также тангенциальными втулками, установленными в отверстиях держателей. Держатели аппарата выполнены с взаимно перекрещивающимися отверстиями, а штанги - с резьбой и радиальным пазом на конце.
Недостатком известного решения является сложность конструкции держателя, что делает операцию остеосинтеза продолжительной и трудоемкой. Вышеуказанные факторы повышают время медицинского вмешательства и снижают эффективность противошоковой терапии.
Из уровня техники известны зарубежные стержневые аппараты внешней фиксации. Наиболее широко известны устройства Hoffman (Stryker), Xtrafix (Zimmer), External Fixator (Synthes) и др. Все они являются комплектами плановой травматологии и не удобны для использования в боевых условиях.
Наиболее близким к заявляемому решению является комплект деталей аппарата внешней фиксации костей конечностей фирмы SYNTHES (http://www.synthes.com/Pages/default.aspx), включающий зажим-фиксатор, карбоновую штангу из рентгенопрозрачного материала и стержень Шанца (или самосверлящийся винт). Зажим-фиксатор содержит два зажимных узла, каждый из которых содержит пару зажимных губок - внутреннюю и внешнюю, при этом зажимные узлы соединены между собой осевым винтом, каждый зажимной узел выполнен с возможностью одновременного размещения между его губками одной штанги и одного самосверлящего стержня Шанца и поворота на осевом винте при «свободном» положении зажимной гайки.
Однако конструктивное решение зажима-фиксатора характеризуется неудобством его захвата в процессе выполнения операции, что не позволяет в военно-полевых условиях выполнять операции по наружной фиксации отломков костей конечностей и/или таза с минимально возможными затратами времени.
Раскрытие полезной модели
В основу полезной модели положена задача усовершенствования конструкции фиксатора, используемого в комплекте при репозиции и наружной фиксации отломков костей конечностей и/или таза, обеспечивающего удобство захвата фиксатора и удержания в процессе проведения операции и позволяющего проводить операцию за минимально возможный период времени при обеспечении простоты выполнения лечебно-транспортной иммобилизации отломков при переломах костей конечностей и таза в полевых условиях, в т.ч. в подразделениях медицинской службы Вооруженных сил, МЧС, специальных отрядах гражданского здравоохранения.
Технический результат проявляется в более быстрой репозиции и жесткой фиксации костных отломков, в сокращении времени на лечебно-транспортную иммобилизацию отломков костей конечностей и/или таза при обеспечении высокой степени надежности конструкции и фиксации, а также точности репозиции отломков кости. Кроме того, заявляемым изобретением обеспечивается унификация системы внешней фиксации отломков при переломах костей конечностей и таза, повышение удерживающей и репозиционной способностей конструкции.
Следует отметить, что время наложения аппарата является одним из ключевых критериев, т.е. время является одним из жизненно важных факторов оказания хирургической помощи в критической ситуации. Не вызывает сомнений и то, что, чем быстрее хирург или травматолог сможет корректно отрепонировать и зафиксировать отломки костей, тем больше вероятность сохранения жизни пострадавшему и лучше прогноз его дальнейшего лечения. Среднее время наложения аппарата на один сегмент составляет 24±3 мин.
Поставленная задача решается тем, что заявляемый фиксатор содержит, по крайней мере, два зажимных узла, каждый из которых содержит пару зажимных губок - внутреннюю и внешнюю, при этом зажимные узлы соединены осевым винтом, снабженным стопорным элементом, расположенным с одной стороны осевого винта, и зажимной гайкой, расположенной с противоположной стороны осевого винта на его резьбовой части; пружинный элемент, расположенный между зажимными узлами, обеспечивающий при крайнем «свободном» положении зажимной гайки расположение зажимных узлов на осевом винте на расстоянии друг от друга с одновременным прижатием зажимных губок каждого зажимного узла друг к другу, при противоположном расположении зажимной гайки - с плотным прижатием зажимных узлов и их губок друг к другу, при этом каждый зажимной узел выполнен с возможностью одновременного размещения между его губками двух стержневых элементов набора, включающего стержни Шанца разного диаметра, штанги разного диаметра и спицы, и поворота на осевом винте при «свободном» положении зажимной гайки, при этом каждый зажимной узел снабжен профильными ложементами под пальцы хирурга, выполненными на боковых поверхностях зажимных губок и ориентированными вдоль осевого винта для обеспечения удобства захвата фиксатора.
Представленные ниже конструктивные особенности фиксатора не ограничивают настоящее изобретение, а представляют возможные варианты его конструктивной реализации.
В частности, стопорный элемент фиксатора может быть выполнен в виде головки осевого винта, при этом внешняя зажимная губка зажимного узла, расположенная со стороны стопорного элемента, снабжена пазом под упомянутый стопорный элемент. Фиксатор выполнен с возможностью фиксации стержневых элементов (стержней Шанца, штанг, спицы) в двух плоскостях, и регулировки их местоположения по окружности в диапазоне 360° с шагом 6° посредством зажима типа «мышиный зуб», расположенного на контактных поверхностях внутренних зажимных губок, обеспечивающих одномоментную репозицию костных фрагментов в трех плоскостях. Одновременное размещение, например, одной штанги и одного стержня Шанца, или двух штанг (одинакового или разных диаметров), или двух стержней Шанца (одинакового или разных диаметров), или спицы и штанги, в зажимном узле обеспечено посредством выполнения губок с соответствующими фасонными выемками, образующими при сопряжении губок одного зажимного узла отдельно две полости для размещения в них упомянутых стержневых элементов с параллельным расположением их осей (или плоскостей расположения их осей). В исходном положении фиксатор «настроен» на создание определенного усилия пружины посредством размещения зажимной гайки на резьбовом участке осевого винта в определенном положении, при котором штанга, и/или стержень Шанца, и/или спица входят в соответствующие им места установки с небольшим усилием, и не выпадают в процессе выполнения хирургической операции. Фиксатор выполнен неразборным. Профильные ложементы под пальцы хирурга выполнены на боковых (противоположных) поверхностях зажимных губок в виде пазов, при этом паз, выполненный на одной губке одного узла, имеет продолжение на вторую губку данного узла с образованием одного ложемента.
Профильные ложементы могут быть выполнены глубиной 1,5 мм, шириной 7 мм с допустимой величиной отклонения от перечисленных параметров до 10%. Шестигранная зажимная гайка может быть снабжена шайбой, выполненной заодно с гайкой, при этом торцевая поверхность шайбы выполнена рифленой (со специальной накаткой) для предотвращения соскальзывания пальцев хирурга в процессе зажима штанги и/или стержней Шанца в фиксаторе, при этом шайба имеет размеры (диаметр), обеспечивающие ее расположение в конструкции фиксатора с выступом на ложементы не менее чем на 1,5 мм. Штанги могут быть выполнены диаметром от 4 до 11 мм, стержни Шанца диаметром от 4 до 6 мм, спицы - 2,5 мм.
Профиль поверхности места установки штанги между зажимными губками одного узла имеет ступенчатую форму с образованием упоров, при этом поверхность места установки штанги, и/или стержня Шанца, и/или спицы обработана корундом для повышения ее шероховатости для обеспечения их более плотного зажима (плотного охвата, препятствующего прокрутке и скольжению устанавливаемых деталей). Фиксатор может быть дополнительно снабжен сферической шайбой, расположенной между зажимной гайкой и внешней губкой, при этом внешняя губка со стороны контакта со сферической шайбой имеет ответную сферическую поверхность. При этом сферическая шайба и ответная сферическая поверхность внешней губки имеет радиус кривизны R=10 мм с допустимой величиной отклонения от указанного параметра до 10%.
В одном из вариантов выполнения фиксатора одна из его губок каждого узла снабжена двумя выступающими штырями, расположенными со стороны внутренней поверхности губки, плотно прилегающей к ответной поверхности второй губки узла, имеющей ответные пазы под упомянутые штыри, обеспечивающие центрированное расположение губок одного узла (как в процессе хранения, так и проведения операции). Фиксатор выполнен из титановых сплавов.
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 представлен общий вид аппарата внешней фиксации,
на фиг. 2 - общий вид фиксатора,
на фиг. 3 - продольный разрез фиксатора, вариант 1, предназначенный для размещения двух штанг и двух стержней Шанца,
на фиг. 4 - продольный разрез фиксатора, вариант 2, предназначенный для размещения трех штанг и одного стержня Шанца,
на фиг. 5 - поперечный разрез фиксатора, демонстрирующий геометрию и глубину расположения ложементов под пальцы хирурга на боковых поверхностях губок фиксатора,
на фиг. 6 представлено изображение бедро-голень-стопа больного, фиксированные заявляемым аппаратом,
на фиг. 7 - представлен сборочный чертеж заявляемого устройства.
Позициями на чертежах обозначены следующие конструктивные элементы:
1 - аппарат в «сборе», 2 - стекловолоконные штанги (или несущие трубки) из рентгенопрозрачного материала, 3 - стержни Шанца, 4 - фиксаторы, 5 - зажимные узлы, 6 - внутренние зажимные губки, 7 - внешние зажимные губки, 8 - осевой винт, 9 - стопорная невыпадающая гайка (стопорный элемент), 10 - шестигранная зажимная гайка, 11 - резьбовая часть осевого винта, 12 - пружинный элемент, 13 - профильные ложементы под пальцы хирурга, 14 - зажим типа «мышиный зуб», 15 - полость (место установки) для размещения штанги, 16 - полость (место установки) для размещения стержня Шанца, 17 - шайба шестигранной зажимной гайки, 18 - рифленая торцевая поверхность шайбы шестигранной зажимной гайки, 19 - профиль поверхности места установки штанги между зажимными губками одного узла ступенчатой формы, 20 - упоры ступенчатой формы поверхности, 21 - сферическая шайба, 22 - выступающие штыри губок, 23 - ответные пазы под выступающие штыри.
Осуществление полезной модели
Заявляемая конструкция фиксатора (зажима) 4 предназначена для использования в комплекте для репозиции и наружной фиксации отломков костей конечностей и/или таза, является устройством быстрого соединения со стержнем Шанца 3, штангой 2, спицей (на чертеже не показано). Фиксатор 4 состоит из двух подпружиненных зажимных узлов 5, соединенных между собой осевым винтом 8 со стопорной невыпадающей гайкой 9. При этом каждый из зажимных узлов 5 содержит пару зажимных губок - внутреннюю 6 и внешнюю 7. Фиксатор обеспечивает 4-х или 8-ми точечную фиксацию, например, стержней 3 диаметром от 4 до 6 мм и штанг (несущих трубок) 2 диаметром от 4 до 11 мм посредством зажимной гайки 10. Имеется возможность регулировки их местоположения по окружности в диапазоне 360° с шагом 6° зажимом 14 типа «мышиный зуб», что создает возможность одномоментной репозиции костных фрагментов в трех плоскостях. Фиксатор затягивается путем закручивания одной гайки 10 - соблюдена концепция «один узел - один ключ», в отличие от фиксационных узлов из комплекта КСТ-1, где для фиксации стержня и штанги требуется затягивание двух-трех гаек различного диаметра. Пружинный элемент 12, размещенный на осевом винте 8 между зажимными узлами 5, обеспечивает при крайнем «свободном» положении зажимной гайки 10 расположение зажимных узлов 5 на осевом винте 8 на расстоянии друг от друга с одновременным прижатием зажимных губок 6 и 7 каждого зажимного узла 5 друг к другу, при противоположном расположении зажимной гайки 10 - с плотным прижатием зажимных узлов 5 и их губок друг к другу, при этом каждый зажимной узел 5 выполнен с возможностью одновременного размещения между его губками двух стержневых элемента из набора, включающего стержни Шанца, штанги, спицы в любой их комбинации и поворота на осевом винте при «свободном» положении зажимной гайки. Одновременное размещение двух стержневых элементов (одной штанги 2 и одного стержня Шанца 3, или двух штанг 2 одинакового или разного диаметров, или двух стержней Шанца 3 одинакового или разного диаметров, или спицы и штанги и т.д.) в зажимном узле 5 (фиг. 3, 4, возможные варианты осуществления изобретения) обеспечено посредством выполнения губок с фасонными выемками, образующими при сопряжении губок одного зажимного узла отдельно полость 15 (место установки) и полость 16 (место установки) для размещения в них, например, одной штанги 2 и одного стержня Шанца 3, или двух штанг 2, или двух стержней Шанца 3 с параллельным расположением их осей (или плоскостей расположения их осей). При этом на фиг. 3 и 5 продемонстрировано два варианта реализации изобретения, где позицией 15 показано место установки штанги, 16 - стержня Шанца. Вариант 1 заявляемого устройства (фиг. 3) предназначен для размещения в каждом зажимном узле одной штанги и одного стержня Шанца, вариант 2 (фиг. 4) - для размещения в одном зажимном узле одной штанги и одного стержня Шанца, во втором зажимном узле - двух штанг.
В исходном положении фиксатор 4 «настроен» на создание определенного усилия пружины 12 посредством размещения зажимной гайки 10 на резьбовом участке осевого винта 8 в определенном положении, при котором, например, штанга 2 и стержень Шанца 3 (или две штанги 2, или два стержня Шанца 3) входят в соответствующие им места установки с небольшим усилием и не выпадают в процессе выполнения хирургической операции. Преимуществом фиксатора является и то, что он выполнен неразборным, т.е. гайка 10 является несъемной (например, за счет выполнения винта 8 со стопорным кольцом, препятствующим выпадению гайки при ее раскручивании), и при крайнем - «свободном» положении гайки 10 конструкция фиксатора находится в собранном виде. Профильные ложементы 13 под пальцы хирурга выполнены на боковых (противоположных) поверхностях зажимных губок в виде пазов, при этом паз, выполненный на одной губке одного узла, имеет продолжение на вторую губку данного узла с образованием одного ложемента. Шестигранная зажимная гайка 10 может быть снабжена шайбой 17, выполненной заодно с гайкой 10, при этом торцевая поверхность шайбы 18 выполнена рифленой (со специальной накаткой) для предотвращения соскальзывание пальцев хирурга в процессе зажима штанг, и/или стержней Шанца, и/или спицы в фиксаторе 4, при этом шайба 17 имеет размеры (диаметр), обеспечивающие ее расположение в конструкции фиксатора с выступом на ложементы не менее чем на 1,5 мм.
Профиль поверхности 19 места установки штанги между зажимными губками одного узла имеет ступенчатую форму с образованием упоров 20, при этом поверхность места установки штанги и стержня Шанца обработана корундом для повышения ее шероховатости для обеспечения их более плотного зажима (плотного охвата, препятствующего прокрутке и скольжению устанавливаемых деталей). Фиксатор 4 может быть дополнительно снабжен сферической шайбой 21, расположенной между зажимной гайкой 10 и внешней губкой 7, при этом внешняя губка 7 со стороны контакта со сферической шайбой 21 имеет ответную сферическую поверхность. В одном из вариантов выполнения фиксатора 4 одна из его губок каждого узла 5 снабжена двумя выступающими штырями 22, расположенными со стороны внутренней поверхности губки, плотно прилегающей к ответной поверхности второй губки узла, имеющей ответные пазы 23 под упомянутые штыри, обеспечивающие центрированное расположение губок одного узла (как в процессе хранения, так и проведения операции). Каждый зажимной узел 5 снабжен профильными ложементами 13 под пальцы хирурга, выполненными на боковых поверхностях зажимных губок и ориентированными вдоль осевого винта 8 для обеспечения удобства захвата фиксатора. Фиксаторы (зажимы) 4 находятся в комплекте в достаточном количестве и занимают отдельный блок в ложементе контейнера 1.
За счет применения облегченных материалов из титановых сплавов уменьшен вес фиксатора.
Заявляемая полезная модель позволяет использовать фиксатор для наложения стержневого аппарата внешней фиксации в военно-полевых условиях, уменьшить время его наложения в виду простоты сбора несущей конструкции, увеличить надежность фиксации за счет возможного многоплоскостного введения стержней и, как следствие, снизить риск возникновения жизнеугрожающих осложнений.
Внеочаговый стержневой остеосинтез с применением заявленного фиксатора выполняют следующим образом. При помощи скальпеля, в местах предполагаемого введения стержней 3 в соответствии с предоперационным планированием, выполняют разрезы-проколы кожи и фиксации, проходят сквозь мягкие ткани к кости и устанавливают троакар. Стержень 3 с самонарезающей и самосверлящей заточкой (стержень Шанца) путем вращательных движений (например, с помощью отвертки, дрели или специального ключа) внедряют в оба кортикальных слоя кости. Аналогичным образом стержни 3 с самонарезающей и самосверлящей заточкой в произвольной плоскости вводят в проксимальный и дистальный фрагменты перелома длинной кости (согласно позициям для проведения чрескостных элементов), либо в кости таза в соответствующих зонах. После репозиции отломков, при помощи универсального многофункционального фиксатора 4 и за счет возможности регулировки его расположения в трех плоскостях, стержни фиксируют со штангой необходимой длины. Гайки 18 многофункциональных зажимов 4 затягивают - аппарат стабилизируется.
Следует отметить, что аппарат не требует предварительной сборки несущей конструкции. Разработанный комплект КСВП был клинически испытан для лечения раненых в соответствии с тактикой этапного лечения. По исследованным параметрам фиксатор имеет очевидные положительные качества. За счет усовершенствованной конструкции фиксатора аппарат легко и быстро накладывается, количество манипуляций, которое необходимо провести с фиксатором, чтобы обеспечить его соединение со стержнем Шанца и штангой в процессе выполнения операции, а также их фиксацию упомянутых элементов в фиксаторе - минимально, в процессе выполнения операции конструкция фиксатора позволяет прочно его удерживать (пальцы хирурга не соскальзывают с фиксатора). Кроме того, конструкция фиксатора имеет возможность трехмерной репозиции отломков и их фиксации. Внедрение заявляемого фиксатора в клиническую практику оказания неотложной хирургической помощи в военно-полевых условиях может значимо улучшить результаты лечения раненых и пострадавших.