Ранорасширитель грудины и реберных дуг
RETRACTOR OF STERNUM AND COSTAL ARCHES

Изобретение относится к устройствам, применяемым при оперативных вмешательствах в торакальной хирургии с использованием миниинвазивного межреберного доступа, например, в кариохирургии при коронарном шунтировании через торакотомию (MIDCAB) с последующей тракцией грудины и реберных дуг в краниальном направлении.
Известен минимально-инвазивный ранорасширитель для доступа к внутренней грудинной (маммарной) артерии, содержащий горизонтальную рейку на которой установлены неподвижный рычаг и подвижный рычаг раздвижного устройства, на концах рычагов установлены крючки для развода ребер, причем подвижный рычаг может перемещаться в направлении к неподвижному рычагу или от неподвижного рычага; на неподвижном рычаге установлен неподвижно крючок для разведения нижних ребер (нижний крючок), а на подвижном рычаге установлен крючок для разведения верхних ребер (верхний крючок), причем этот крючок имеет возможность поворачиваться в вертикальной плоскости винтовым механизмом доворота верхнего крючка (US5908382, А61В 17/02, 01.06.1999). Средство для наклона ранорасширителя и для подъема верхней части грудной клетки (подъемное устройство) служит для обеспечения улучшенного доступа к маммарной артерии.
Известен хирургический ретрактор, состоящий из рейки с верхним и нижним рычагами и закрепленными на их концах крючками, служащими для разведения краев раны и создания окна доступа к маммарной артерии (US5984867, А61В 17/02, 16.11.1999). В отличие от ранорасширителя по патенту US5908382 в этой конструкции рычаги не жесткие, благодаря шарнирам крючки могут вращаться параллельно продольной оси пациента и могут быть выставлены с учетом анатомической особенности пациента на разной высоте, выше или ниже в окне поля доступа (ране).
Известен минимально-инвазивный кардиохирургический ретрактор ToraTrak производства компании Medtronic (https://www.medtronic.com/us-en/healthcare-professionals/products/cardiovascular/revascularization-surgical/thoratrak-mics-retractor-system.html). Известный ретрактор включает рейку, на одном конце которой расположен неподвижный рычаг с закрепленным на нем неподвижно крючком для разведения нижних ребер (нижний крючок) и подвижный рычаг с закрепленным на нем неподвижно крючком для разведения верхних ребер (верхний крючок) в операционном поле доступа. Подвижный рычаг передвигается вдоль рейки и фиксируется защелкой, создавая нужное поле доступа.
Основной недостаток известных ретракторов заключается в том, что подвижность крючков ограничена: они либо жестко и неподвижно зафиксированы на концах рычагов, либо имеют одну или две степени свободы, вращаясь относительно одной, максимум двух взаимно перпендикулярных осей. Подъемные устройства этих ранорасширителей не дают возможность создать идеально расположенное в пространстве положение операционного окна доступа. Кроме того, подъемные устройства ранорасширителей опираются на грудную клетку пациента, что часто вызывает осложнения у пациентов: подвывихи, ишемию тканей и другие осложнения, связанные с нарушениями в работе сердечной мышцы пациентов.
Прототипом предлагаемого устройства выбран минимально-инвазивный хирургический ретрактор для выделения внутренней маммарной артерии (MIDCAB Retractor for IMA Exposure) производства компании Fehling instruments (Fehling surgical instruments, INC. каталог 11 с. 19 https://img1.wsimg.com/blobby/go/70ee2c5d-953f-4c99-98d5-d94cc976c2ea/downloads/_11%20Cardiac%20Instruments.pdf?ver=1554490712909). Известное устройство состоит из раздвижной рамки, состоящей из несущей рейки и двух ползунов, которые перемещаются вдоль рейки и фиксируются в нужном положении защелками. На осях ползунов установлены рычаги с возможностью их вращения и фиксации в нужном положении гайками-фиксаторами. На концах рычагов крепятся крючки для смещения и подъема ребер с возможностью вращения крючков относительно их осей крепления к рычагам. Крючки вводятся в разрез между ребрами пациента и входят с ними в зацепление. При вращении шестеренок, установленных на ползунах, ползуны перемещаются по рейке, увлекая за собой рычаги и крючки, которые, цепляя ребра, перемещают их в необходимом направлении, создавая операционный доступ нужного размера для выделения грудинной маммарной артерии (https://www.youtube.com/watch?v=dLWXD-_vH2Y).
Недостатком прототипа является недостаточная эргономичность ретрактора.
В конструкции прототипа невозможно независимое вращение крючка для смещения и подъема верхних ребер (верхнего крючка) при сохранении положения остальной части ретрактора и его деталей между собой в пространстве неизменным. Это происходит, потому что нет независимой оси вращения верхнего крючка. Ось вращения верхнего крючка является одновременно и осью взаимного вращения рычага крючка относительно ползуна рейки: нет двух независимых осей вращения для верхнего крючка отдельно и для взаимного вращения рычага крючка отдельно относительно ползуна рейки. Конструкция прототипа такова, что для доворота верхнего крючка и придания ему правильного положения необходимо возвратить ретрактор в исходное положение (при этом края раны вновь сомкнутся) и заново установить и зафиксировать верхний крючок, проверить положение крючка для смещения нижних ребер (нижнего крючка), развести крючки и зафиксировать их положение. Чтобы добиться приемлемого результата с положением верхнего крючка относительно верхних ребер, необходимо два-три раза повторить процедуру сведения и разведения верхних и нижних ребер, что крайне неудобно для хирурга и приводит к потере времени.
Техническая проблема заключается в повышении эргономичности ранорасширителя грудины и реберных дуг.
Техническая проблема решается ранорасширителем грудины и реберных дуг, включающим зубчатую рейку, на одном конце которой установлен раздвижной механизм, состоящий из ползуна с защелкой для фиксации на рейке в нужном положении и установленной на ползуне шестерни с ключом-рукояткой для перемещения ползуна по рейке, на ползуне установлен первый кронштейн, состоящий из вертикальной и горизонтальной пластин и имеющий на вертикальной пластине две противоположно направленные оси-шестерни, а на горизонтальной - по меньшей мере, один элемент крепления к подъемно-оттягивающему устройству, при этом одна ось-шестерня вставлена в ответное отверстие на ползуне с возможностью фиксации ползуна раздвижного механизма относительно первого кронштейна в нужном положении, а на вторую ось-шестерню установлен крючок для смещения и подъема верхних ребер, на другом конце зубчатой рейки закреплена третья ось-шестерня, на которой установлен второй кронштейн, снабженный, по меньшей мере, одним вращающимся вокруг оси крепления к кронштейну крючком для смещения нижних ребер.
Второй кронштейн может быть снабжен двумя вращающимися крючками для смещения нижних ребер, что обеспечивает увеличение контактной поверхности крючков с нижними ребрами, а, следовательно, снижение распределенного на них давления, в результате исключается возможность перелома нижних ребер.
Горизонтальная часть первого кронштейна может иметь два элемента крепления к подъемно-оттягивающему устройству.
Техническим результатом изобретения является облегчение работы хирурга по установке и обслуживанию ранорасширителя, то есть повышение эргономичности заявляемого устройства.
В отличие от прототипа в предлагаемой конструкции ранорасширителя крючок для смещения и подъема верхних ребер (верхний крючок) может быть установлен в два раза быстрее путем использования зубчатого зацепления крючка и ползуна. Такая возможность обеспечивается наличием в конструкции предлагаемого ранорасширителя трех осей-шестерен: одна ось-шестерня служит для быстрого и удобного фиксирования первого кронштейна относительно зубчатой рейки, вторая ось-шестерня служит для доворачивания верхнего крючка относительно ранорасширителя и относительно первого кронштейна, третья ось-шестерня служит для быстрой и надежной установки второго кронштейна с крючками для смещения нижних ребер (нижними крючками) относительно зубчатой рейки. Чтобы обеспечить вращение верхнего крючка, правильно сориентировав его с нижней поверхностью верхних ребер относительно уже выставленного ранорасширителя, не меняя его положения и положения его деталей в пространстве, в конструкции предлагаемого устройства предусмотрена третья ось - это ось только для вращения верхнего крючка.
Изобретение иллюстрируется следующими рисунками:
фиг. 1 - схематичное изображение предлагаемого устройства.
Ранорасширитель грудины и реберных дуг включает зубчатую рейку 1 и ползун 2, который скользит по рейке и фиксируется относительно нее защелкой 3 (фиг. 1). В верхней части ползуна находится шестеренка 4, приводимая во вращательное движение ключом-рукояткой 5, при вращении которой ее зубья входят в зацепление с зубьями на боковой поверхности кромки рейки 1 и перемещают ползун 2 вдоль рейки 1. На ползуне 2 установлен кронштейн 6, имеющий вертикальную и горизонтальную пластины. На вертикальной пластине кронштейн 6 имеет две противоположно направленные и жестко закрепленные на нем оси-шестерни 7 и 8. Ось-шестерня 7 на кронштейне 6 вставлена в ответное отверстие 9 пластины ползуна 2, и фиксирует кронштейн 6 относительно ползуна 2 и рейки 1 в нужном для хирурга положении. На оси-шестерне 8 установлен крючок 10 для смещения и подъема верхних ребер.
С противоположной стороны зубчатой рейки 1, жестко закреплена ось-шестерня 11, на которой установлен кронштейн 12 с крючками 13 для смещения и подъема нижних ребер. Крючки 13 закреплены на кронштейне 12 с возможностью вращения вокруг осей крепления к кронштейну 14, что позволяет во время тракции обеспечить постоянное плотное прилегание поверхностей крючков к ребрам и исключить возможность перелома нижних ребер.
На горизонтальной пластине кронштейна 6 имеется отверстие 15 для крепления ранорасширителя к поворотному стержню угловой балки производства компании Fehling (Fehling surgical instruments, INC. каталог 11 с. 18 https://img1.wsimg.com/blobby/go/70ee2c5d-953f-4c99-98d5-d94cc976c2ea/downloads/_11%20Cardiac%20Instruments.pdf?ver=1554490712909; см. также https://www.youtube.com/watch?v=dLWXD_vH2Y) или отверстие 16 с фасонным пропилом для крепления ранорасширителя к крюку защелки подъемно-оттягивающего устройства, например, производства компании Rultract Inc. (http://www.rultract.net/Root/pdf/4100-SPLN-S50.pdf) или к ходовому винту подъемно-оттягивающего устройства, описанному в патенте RU2674233.
Для наилучшей визуализации и полного операционного доступа к определенным участкам сердечной мышцы применяют либо подъемные устройства, опирающиеся на подключичную область пациента с одной стороны и к ранорасширителю с другой стороны, либо подъемно-оттягивающие устройства, крепящиеся к операционному столу и к ранорасширителю. Данные устройства помогают хирургу перемещать уже установленный ранорасширитель с предварительно разведенными крюками, а, следовательно, и поле оперативного вмешательства в нужном направлении и в нужной степени.
Однако использование подъемно-оттягивающих устройств, крепящихся к операционному столу, предпочтительнее, так как они позволяют производить перемещение верхнего крючка независимо от перемещения нижнего крючка с разными усилиями, и, что очень важно, производить перемещение в разных направлениях.
Работа заявляемого ранорасширителя показана на примере проведения миниинвазивного межреберного вторжения при шунтировании сердца с доступом к внутренней продольной (маммарной) артерии с использованием подъемно-оттягивающего устройства по патенту RU 2674233.
После выполнения хирургом разреза между ребрами в области сразу ниже соска, будь то левосторонняя или правосторонняя боковая торакотомия, образуется операционное поле для миниинвазивного вмешательства. В разрез между ребрами хирург устанавливает крючок 10 и крючки 13 с кронштейном 12 так, чтобы их рабочие плоскости равномерно прилегали к внутренней поверхности ребер по обе стороны разреза. После этого устанавливает крючок 10 на ось-шестерню 8 кронштейна 6. На зубчатую рейку 1 устанавливает и перемещает ползун 2 относительно зубчатой рейки 1 до нужного положения, при этом защелка 3 при раз движении автоматически прощелкивается, а при достижении нужного положения защелкивается и препятствует обратному движению ползуна 2 относительно зубчатой рейки 1, фиксируя их между собой. Затем хирург на ось-шестерню 11 устанавливает кронштейн 12. Далее, придерживая одной рукой рейку 1 с ползуном 2, а другой - кронштейн 6 с крючком 10, как единое целое, и, доворачивая крючок 10 до равномерного соприкосновения его рабочей поверхности с внутренней поверхностью верхних ребер, хирург соединяет кронштейн 6 с ползуном 2, вводя ось-шестерню 7 в ответное отверстие 9 на пластины ползуна 2. Вращая ключ-рукоятку 5 хирург перемещает ползун 2 по рейке 1 и разводит крючки 10 и 13, тем самым создавая предварительное напряжение между ребрами в ране и разводит реберные дуги между собой, расширяя операционное поле доступа до нужных размеров.
После этого хирург приступает к установке подъемно-оттягивающего устройства. Сначала на планку операционного стола в нужном месте он устанавливает и фиксирует тиски с вертикальной опорой. На вертикальную опору устанавливает и фиксирует на нужной высоте вертикальную стойку. Далее на вертикальную стойку надевает горизонтальную консоль с ползуном и подъемным механизмом, включающим кардан, бобышку, регулировочную гайку и ходовой винт, заканчивающийся шаровой опорой. Беря одной рукой ходовой винт, а другой рукой поддерживая собранный и установленный ранорасширитель, хирург вводит шаровую опору ходового винта в отверстие 16 горизонтальной пластины кронштейна 6 ранорасширителя, при этом расширитель и подъемно-оттягивающее устройство соединяются между собой. Придав нужный наклон оси ходового винта, хирург тем самым задает угол наклона направления тракции крючка 10. Меняя пространственное положение рейки 1, используя зубчатое зацепление рейки 1 и оси-шестерни 7 кронштейна 6, хирург задает нужный ему угол наклона зубчатой рейки 1 ранорасширителя по отношению к телу пациента и, соответственно, направление движения крючков 13 ранорасширителя. Устройство готово к работе.
После этого хирург непосредственно приступает к манипуляциям по выделению продольной грудинной артерии и реваскуляризации миокарда.
Благодаря использованию трех осей-шестерен ранорасширителя упрощается и облегчается работа хирурга с экономией 30% времени на установку ранорасширителя.
Опытный образец ранорасширителя грудины и реберных дуг прошел клинические испытания в кардиохирургическом отделении межрегионального клинико-диагностического центра (г. Казань), в кардиохирургическом отделениии университетской клинической больницы №1 им. Сеченова (г. Москва) и в торакальном отделении ГБУЗ НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского Департамента здравоохранения города Москвы. По отзывам хирургов использование предлагаемой конструкции ранорасширителя при проведении минимально инвазивного маммарно-коронарного шунтирования с межреберным доступом обеспечивает оптимальное расположение окна оперативного доступа. Конструкция обеспечивает равномерное распределение нагрузки на внутреннюю поверхность верхних ребер при проведении право- и левосторонней боковой торакотомии. Отмечено постоянное плотное прилегание рабочих поверхностей всех крючков к поверхности ребер на всех этапах проведения хирургического вмешательства, что позволяет избежать таких послеоперационных осложнений, как переломы ребер и подвывихи в области грудино-реберных сочленений, пролежни и ишемию мягких тканей вследствие плохой регенерации операционной раны.
Таким образом, предлагаемый ранорасширитель грудины и реберных дуг по сравнению с прототипом удобнее в эксплуатации и обслуживании.
хирургов использование предлагаемой конструкции ранорасширителя при проведении минимально инвазивного маммарно-коронарного шунтирования с межреберным доступом обеспечивает оптимальное расположение окна оперативного доступа. Конструкция обеспечивает равномерное распределение нагрузки на внутреннюю поверхность верхних ребер при проведении право- и левосторонней боковой торакотомии. Отмечено постоянное плотное прилегание рабочих поверхностей всех крючков к поверхности ребер на всех этапах проведения хирургического вмешательства, что позволяет избежать таких послеоперационных осложнений, как переломы ребер и подвывихи в области грудино-реберных сочленений, пролежни и ишемию мягких тканей вследствие плохой регенерации операционной раны.
Таким образом, предлагаемый ранорасширитель грудины и реберных дуг по сравнению с прототипом удобнее в эксплуатации и обслуживании.