Устройство для лечения перелома дистального отдела костей голени
DEVICE FOR THE TREATMENT OF FRACTURE OF THE DISTAL PART OF THE LOWER-LEG BONES

Изобретение относится к медицинской технике, используемой в травматологии и ортопедии. Данное техническое решение может быть использовано при лечении внутрисуставных повреждений дистального отдела костей голени и их последствий путем остеосинтеза с применением аппаратов внешней фиксации.
Современные методы хирургического лечения внутрисуставных повреждений дистального отдела костей голени и их последствий включают разные технологии применения устройств для остеосинтеза: интрамедуллярных – с поперечным блокированием, накостных – пластины с ограниченным контактом, угловой стабильностью винтов, аппаратов внешней фиксации – «стержневых» или комбинированных («гибридных», «спице-стержневых»). Показания к выбору метода и устройства для репозиции и фиксации данных переломов определяют, исходя из функциональности и технических возможностей каждого устройства и технологии их установки, а также последующей эксплуатации, опираясь, в основном, на тип перелома.
При выборе использования для хирургического лечения методик внешней фиксации проводят повторный анализ с целью принятия решения об установке конкретной компоновки аппарата в зависимости от локализации зоны перелома, сроков получения травмы и индивидуальных анатомических особенностей сегмента нижней конечности.
Известны аппараты внешней фиксации дистального отдела костей голени, содержащие две и более кольцевые и полукольцевые опоры, соединенные между собой резьбовыми стержнями, и закрепленные в них перекрещивающиеся спицы, установленные в костях голени и стопы [Устранение многокомпонентных деформаций стопы у взрослых методом Илизарова /Учебно-методические разработки. Курган, 1992].
Однако применение подобных компоновок аппарата внешней фиксации не обеспечивает необходимой жесткости фиксации спицами костей голени во внешних опорах, в результате чего во время репозиции перелома и устранения деформации голени и стопы происходит прорезывание мягких тканей и кости вокруг спиц с риском последующего инфицирования. Причем установка четырех и более спиц в кольцевых опорах достаточно трудоемка, так как их перед закреплением необходимо предварительно натягивать.
В связи с вышесказанным, с целью обеспечения стабильной и жесткой фикации в последнее время стали наиболее востребованы, так называемые, «гибридные» компоновки аппаратов внешней фиксации [патенты RU на изобретения № 2122371, 225179, Панков И.О., А.Л. Емелин, Нагматуллин В.Р., Салихов Р.З. Чрескостный остеосинтез при супинационно-инверсионных переломах дистального суставного отдела костей голени/ Практическая медицина. 1-2 (69). 2013. С. 114-118], включающие соединенные между собой резьбовыми стержнями кольцевые, полукольцевые и дугообразные опоры с установленными в них чрескостно проводимыми в дальнейшем спицами и стержнями-шурупами типа Шанца.
Однако использование не менее двух внешних кольцевых опор на голени от средней до нижней трети, охватывая всю поверхность сегмента, с проведением через мягкие ткани транссегментарно спицы, с одной стороны, способствуют формированию миофасциодезов, с другой стороны, в собранном виде представляют собой громоздкие конструкции, которые воспринимаются пациентами негативно, сложны в эксплуатации и значительно снижают качество жизни на несколько месяцев. Мягкие ткани сегментов «голень» и «стопа», фиксированного в подобных аппаратах с кольцевыми внешними опорами, не соприкасаются с поверхностью кровати, что создает дополнительную нагрузку весом конечности на проведенные чрескостные элементы, приводящую к провисанию мягких тканей и их прорезыванию в местах установки спиц и стержней.
Так как все вышеуказанные «гибридные» аппараты внешней фиксации по функциональным характеристикам совпадают с заявляемым устройством, а именно обеспечивают жесткую фиксацию костей голени с возможностью проведения репозиции в сагиттальной, фронтальной и аксиальной плоскостях с устранением различных видов смещений, а с технической стороны –  имеют один и тот же состав основных деталей – внешние опоры, соединительные резьбовые стержни, чрескостные элементы в виде спиц и стержней-шурупов, то за наиболее близкий аналог может быть принят каждый из них.
Задачей заявляемого изобретения является разработка компоновки аппарата внешней фиксации для лечения перелома дистального отдела костей голени, позволяющей наряду с формированием стабильной, жесткой фиксации и возможностью выполнения репозиции с устранением всех видов смещений, обеспечить удобство установки и последующей эксплуатации устройства, уменьшив его массивность, освободив доступ к задней и передней поверхности голени и снизив риск прорезывания мягких тканей и кости с развитием инфицирования.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в устройстве для лечения перелома дистального отдела костей голени, включающем соединенные между собой базовую опору и репозиционные узлы, в которых установлены чрескостные элементы – стержни-шурупы и спицы, базовая опора выполнена единой в виде двух соединенных между собой S-образно изогнутых в трех плоскостях пластин с отверстиями и с возможностью обеспечения при установке обтекания внешнего рельефа голени человека с передней и боковых сторон, три стержня-шурупа установлены в базовой опоре следующим образом: один соединяет S-образно изогнутые пластины в верхней части устройства, два других размещены  в средней части устройства по одному в каждой с обеспечением возможности их введения в большеберцовую кость в позициях коридоров по методике «Эсперанто», а именно первый – IV, 12, второй – V, 2, третий – VI, 10; свободные нижние концы S-образно изогнутых пластин переходят в резьбовые хвостовики, на которых установлены репозиционные узлы, состоящие из ползуна с двумя взаимопересекающимися сквозными каналами, при этом через один проходит резьбовой хвостовик, через другой – резьбовой стержень с возможностью перемещения ползуна вдоль их осей и вокруг резьбового стержня, со стороны концов которого размещены приставки с отверстиями, причем через их верхние отверстия проходят концы резьбовых стержней, в их нижних отверстиях установлены спицефиксаторы, в которых закреплены концы параллельно расположенных относительно друг друга спиц с упорами, ориентированных во встречных направлениях.
Технический результат заявляемого изобретения.
Конструктивные особенности выполнения деталей изделия и их компоновки позволяют достичь требуемых для обеспечения стабильной и жесткой фиксации зоны перелома условий, обеспечивающих также устранение всех видов смещений и полноценной консолидации костных фрагментов при одновременном снижении массивности устройства. Последнее достигается тем, что громоздкие кольцевые опоры заменены единой опорой в виде двух соединенных между собой S-образно изогнутых в трех плоскостях пластин с отверстиями под чрескостные элементы, эргономично обтекающих внешний рельеф голени человека с передней и боковых сторон. Это позволяет освободить заднюю полуокружность голени, что, в свою очередь, значительно облегчает гигиенический уход за фиксированным сегментом нижней конечности. Это дает возможность пациенту расположить фиксированную нижнюю конечность лежа на спине в положении близком к физиологическому с опорой на пяточный бугор, обеспечив, тем самым, снижение избыточного мышечного напряжения и вероятности прорезывания спицами костных и мягкотканных структур голени с развитием последующего инфицирования. Компоновка базовой опоры с чрескостными элементами, соединенной с репозиционными узлами в виде резьбовых стержней с установленными ползунами и приставками, в которых крепятся спицы с упорами, позволяет провести компрессию/дистракцию костных концов в зоне перелома, их полноценную репозицию и фиксацию, обеспечив свободное функционирование переднего отдела стопы, что является предпосылками к ранней активизации и профилактике контрактур, одновременно повышая качество жизни пациента. Минимально занимаемая площадь совмещения конструкции и сегмента нижней конечности позволяет обеспечить свободный доступ к крепежным элементам, повысив удобство инструментирования.
Конструктивные особенности изделия позволяют произвести частичную сборку компонентов устройства без установки имплантируемых элементов – спиц с упорами и стержней-шурупов ещё до начала хирургической сессии, что, в свою очередь, упрощает работу хирургу, сокращает сроки монтажа.
Заявляемое изобретение поясняется с помощью Фиг., на которой позициями 1-15 обозначены:
1 – S-образно изогнутые пластины;
2 – отверстия S-образно изогнутых пластин;
3 – первый стержень-шуруп;
4 – второй стержень-шуруп;
5 – третий стержень-шуруп;
6 – резьбовые хвостовики S-образно изогнутых пластин;
7 – ползуны репозиционных узлов;
8 – резьбовые стержни репозиционных узлов;
9 – приставки репозиционного узла;
10 – верхние отверстия приставок репозиционных узлов;
11 – нижние отверстия приставок репозиционных узлов;
12 – шурупы спицефиксаторы;
13 – ответные гайки спицефиксаторов;
14 – параллельно установленные спицы;
15 – упоры спиц;
16 – крепежные элементы.
Устройство для лечения перелома дистального отдела костей голени представляет собой соединенные между собой базовую опору и репозиционные узлы, в которых установлены чрескостные элементы – стержни-шурупы и спицы. Базовая опора выполнена единой в виде двух соединенных между собой S-образно изогнутых в трех плоскостях пластин 1 с отверстиями 2 и с возможностью обеспечения при установке обтекания внешнего рельефа голени человека с передней и боковых сторон. Три стержня-шурупа 3,4,5 установлены в базовой опоре следующим образом: один 3 соединяет S-образно изогнутые пластины 1 в верхней части устройства, два других 4,5 размещены в средней части устройства по одному в каждой с обеспечением возможности их введения в большеберцовую кость в позициях коридоров по методике «Эсперанто», а именно первый – IV, 12, второй – V, 2, третий – VI, 10. Свободные нижние концы S-образно изогнутых пластин 1 переходят в резьбовые хвостовики 6, на которых установлены репозиционные узлы. Каждый из последних состоит из ползуна 7 с двумя взаимопересекающимися сквозными каналами, при этом через один проходит резьбовой хвостовик 6, через другой – резьбовой стержень 8 с возможностью перемещения ползуна 7 вдоль их осей и вокруг резьбового стержня 8. Со стороны концов резьбового стержня 8 размещены приставки 9 с отверстиями 10, 11, причем через их верхние отверстия 10 проведены концы резьбовых стержней 8, в их нижних отверстиях 11 установлены спицефиксаторы 12, 13 в которых закреплены концы параллельно расположенных относительно друг друга спиц 14 с упорами 15, ориентированных во встречных направлениях. Спицефиксаторы выполнены в виде шурупа 12 с ответной гайкой 13. Все крепежные элементы 16 деталей устройства, у которых имеется возможность перемещения, выполнены в виде ответных пар гаек, расположенных с контрлатеральных сторон детали.
Устройство для лечения перелома дистального отдела костей голени используют следующим образом.
После анестезии и укладки пациента с переломом дистального отдела костей голени проводят обработку операционного поля. Осуществляют сборку репозиционных узлов и их соединение с базовой внешней опорой. Для чего на резьбовой хвостовик каждой из S-образно изогнутых пластин базовой опоры с отверстиями устанавливают ползун, фиксируя его положение с возможностью перемещения вдоль и вокруг оси резьбового  хвостовика с помощью ответных пар гаек, расположенных на каждом резьбовом хвостовике с взаимопротивоположных – контрлатериальных сторон ползуна. Через взаимопересекающиеся сквозные каналы каждого из  ползунов проводят резьбовой стержень с возможностью перемещения и фиксирования положения ползуна вдоль него аналогично с помощью ответных пар гаек. С обоих сторон каждого резьбового стержня крепят приставки с отверстиями, причем его проводят через верхние отверстия приставок с возможностью их перемещения вдоль резьбовых стержней путем сближения или удаления друг от друга посредством ответных пар гаек, расположенных с взаимопротивоположных сторон приставок.
Начинают установку заявляемого устройства. Вводят в отверстия базовой опоры стержни-шурупы, обеспечивая возможность их перемещения посредством ответных пар гаек и соединения в единую конструкцию за счет одного из стержней-шурупов, расположенного сверху. Устройство ориентируют от средней трети голени до уровня голеностопного сустава, обеспечивая расположение мест переходов S –образно изогнутых пластин в резьбовые хвостовики в проекции щели голеностопного сустава, а свободные концы хвостовиков - ближе к середине пяточной кости для возможности растяжения сустава; стержни-шурупы парафрактурно вводят в большеберцовую кость через оба её кортикальных слоя в позициях коридоров: первый – IV, 12, второй – V, 2, третий – VI, 10. Расположение чрескостных элементов, а именно стержней-шурупов, с определением мест их проведения производят в соответсвии с методом унифицированного обозначения чрескостного остеосинтеза «Эсперанто», который основан на системе координат согласно которой каждый сегмент конечностей делится по вертикали и горизонтали. Таким об разом, длина сегмента разделена на восемь равноудаленных уровней, обозначаемых римскими цифрами I-VIII. Для голени проксимальный I располагается на уровне бугристости большеберцовой кости, а дистальный VIII – отступая проксимально 20-30 мм от наиболее выступающей точки внутренней лодыжки. Каждый из восьми выполненных в поперечной плоскости условных срезов на каждом сегменте разделен на двенадцать равновеликих секторов, ограниченных позициями 1-12. Центром деления каждого уровня на двенадцать позиций является длинная ось кости. Исходя их этого принципа, позиции проецируются на кожные покровы. При этом позиция 3 всегда располагается на внутренней поверхности сегмента, а позиция 12 – спереди. Посредством ответных пар гаек жестко фиксируют стержни-шурупы в базовой опоре.
Затем через переднюю и заднюю треть тела пяточной кости проводят параллельно друг другу и перпедикулярно медиальной и латеральной сторонам спицы с упорами, обеспечивая размещение последних с контрлатеральных сторон тела пяточной кости навстречу друг другу. Крепят концы спиц в консольных приставках посредством спицефиксаторов в виде шурупов и ответных им гаек, осуществляя при этом их натяжение.
Выполняют репозицию, устраняя имеющиеся виды смещений в зависимости от механизма травмы. Путем перемещения репозиционных узлов вдоль резьбовых хвостовиков базовой опоры вверх-вниз выполняют дистракцию/компрессию в зоне патологии. Устранение варусной и вальгусной деформаций стопы производят путем аналогичного перемещения, но осуществляя ассиметричную дистракцию/компрессию в сагиттальной плоскости. Ротационные смещения устраняют путем перемещения ползунов вокруг резьбовых стержней; передне-заднее смещение – за счет перемещения ползунов вдоль резьбовых стержней, вперед-назад. После устранения всех видов смещений проверяют и жестко фиксируют все крепежные узлы. Завершают установку устройства.
В послеоперационном периоде по показаниям производят динамическую фиксацию костных фрагментов сегмента нижней конечности. При достижении консолидации перелома производят демонтаж устройства.
Пример.
Разработка медицинского изделия осуществлена в рамках научно-исследовательской и опытно-конструкторской работ, включающих следующие этапы: поисковое исследование, проектирование, конструирование, испытание. При проектировании были сформулированы технические предложения (ТП), содержащие конструктивные особенности изделия и его технические характеристики, а именно нестандартная форма базовой опоры в виде соединенных между собой двух S – образно изогнутых в трех плоскостях пластин с соответствием анатомическим уровням фиксации сегментов нижней конечности. После успешной разработки ТП был создан эскизный чертеж, по которому был произведен расчет технико-экономических показателей. В процессе конструирования был изготовлен опытный образец изделия. В дальнейшем проведены предварительные испытания для оценки соответствия уровня качества последних в сравнении с существующими на рынке медицинскими изделиями, а  именно комплекта деталей аппарата внешней фиксации, которые показали соответствие техническим параметрам.