Устройство для лечения поврежденных стволов плечевого сплетения
DEVICE FOR THE TREATMENT OF DAMAGED TRUNKS OF THE BRACHIAL PLEXUS

Изобретение относится к области медицины, а именно травматологии-ортопедии, нейрохирургии, микрохирургии, реабилитации и физиотерапии, и может быть использовано в комплексном лечении больных с повреждением плечевого сплетения.
Несмотря на интенсивное развитие современных технологий в хирургии повреждений периферических нервов, лечение данной категории больных, по сей день, остается актуальной проблемой. Безусловно, достичь наилучшего результата лечения при нарушении целостности стволов плечевого сплетения удается при помощи нейрорафии «конец в конец». К сожалению, при травмах периферических нервов выполнить прямой шов удается лишь чуть более чем в 50% случаев [1]. Происходит это вследствие множества причин, таких как, изначальный дефект самого нерва, или образование невром, после иссечения которых, так же формируется значительный дефект между проксимальным и дистальным концами нервов. Выполнение шва нерва с натяжением является грубым нарушением микрохирургической техники, приводящим к неудовлетворительным результатам [2, 3].
Одним из способов восстановления функции верхней конечности при повреждении плечевого сплетения является невротизация. Из-за удаленности донорского нерва от реципиентного, для обеспечения гетеротопической реиннервации, используют аутонервные трансплантаты. Так если при невротизации мышечно-кожного нерва прямой шов добавочным нервом осуществить не удается, то используют аутонервный трансплантат, который при этом имеет значительные размеры, что усложняет его выживаемость [4]. При наличии диастаза между концами нерва более 4 см, в настоящий период стандартом лечения травмы периферических нервов является аутонервная пластика [5].
Существует ряд факторов, способствующих ухудшению регенерации при выполнении аутонервной пластики с большим дефектом, таких как образование рубцово-соединительной ткани на двух линиях швов, и рубцово-соединительные процессы реципиентной зоны [6, 7, 8].
Одной из основных причин, приводящей к неудовлетворительному результату восстановления двигательной, и/или чувствительной, функции конечности является недостаточная реваскуляризация трансплантата, и в 1976 году Taylor G.I. и Ham P.J начали применять в клинической практике васкуляризированные нервные трансплантаты. Стимуляцию регенерации аутонервного трансплантата можно выполнять по методикам применения Стромально - васкулярной фракции из жировой ткани, с использованием генной терапии, лазера и т.д.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности, и достигаемому результату, является способ замещения дефекта нервных стволов плечевого сплетения по патенту РФ № 2072806, А61В 17/00, 1997 г., выбранный нами в качестве прототипа. Сущность способа заключается в том, что производят остеотомию ключицы в среднем ее отделе, накладывают базовые опоры компрессионно-дистракционного аппарата на грудинный фрагмент ключицы и проксимальный отдел плеча, соединяют их штангой, поднимают плечо, приближая надплечье к шее, производят нейрорафию сплетения. Обе опоры аппарата соединяют с гипсовой диадемой, наложенной на голову пациента, и производят дистракцию нервов путем опускания плеча, и отдаления надплечья от шеи.
Недостаточная эффективность способа обусловлена дополнительной травматизацией акромиального конца ключицы и головки плечевой кости при установке аппарата Илизарова для приведения плеча. Применение металлоконструкции влечет за собой все классические осложнения, свойственные применению аппарата внешней фиксации (АВФ).
Учитывая, что самым надежным методом лечения является прямой шов, мы решили использовать для сокращения диастаза между концами нерва приведение конечности с помощью устройства для лечения поврежденных стволов плечевого сплетения.
Сущность изобретения состоит в совокупности существенных признаков, достаточной для достижения искомого технического результата, состоящего в снижении травматичности оперативного вмешательства за счет не инвазивного замещения дефекта нерва, при сокращении сроков лечения.
Сущность устройства для лечения поврежденных стволов плечевого сплетения состоит в том, что оно имеет шлем, выполненный индивидуально по форме и размерам головы пациента, фиксирующее кольцо, выполненное по форме, и размерам, плевого сустава, и две резьбовые штанги из набора аппарата внешней фиксации (АВФ) Илизарова, для соединения упомянутых шлема и кольца. На боковой поверхности шлема, со стороны поврежденного нерва, симметрично средней линии плеча, на расстоянии, превышающем ширину ушной раковины, закреплены винтами два кронштейна для шарнирного закрепления концов упомянутых штанг. На наружной боковой поверхности фиксирующего кольца, с помощью винтов, закреплены диаметрально противоположно втулки для противоположных концов штанг, при этом концы штанг оснащены двумя гайками, установленными последовательно.
Шлем выполнен из разрешенного к использованию в производстве медицинских протезов полиэтилена, например, Полиэтилена низкой плотности, а фиксирующее кольцо - из разрешенного к использованию в производстве медицинских протезов листа пенополимера.
Индивидуальное изготовление шлема, по форме, и размерам, головы пациента обеспечивает его наилучшую фиксацию на голове.
Изготовление фиксирующего кольца по форме, и размерам, плечевого сустава пациента обеспечивает его наилучшую фиксацию в области плеча.
Соединение шлема и кольца резьбовыми штангами из набора АВФ Илизарова, установленными по боковой поверхности шлема, со стороны поврежденного нерва, обеспечивает фиксацию угла при отведении конечности в послеоперационном периоде, и возможность дальнейшей тракции нерва при его удлинении.
Закрепление кронштейнов симметрично средней линии плеча, на расстоянии, превышающем ширину ушной раковины, и шарнирная установка в них концов резьбовых штанг, позволяет соединить шлем, и фиксирующее кольцо, разнесенные друг от друга в пространстве, и четко контролировать тракции нерва при выведении плеча в физиологическое положение.
Установка свободных концов штанг во втулки, диаметрально противоположно закрепленные винтами на наружной боковой поверхности фиксирующего кольца, оснащение концов каждой штанги двумя гайками, установленными последовательно, обеспечивает возможность соединения шлема и кольца под необходимым углом, и позволяет осуществлять ежедневную тракцию нерва с фиксацией достигнутого положения, с предотвращением саморазвинчивания.
Изготовление шлема из полиэтилена, например, Полиэтилена низкой плотности, за счет пластичности на этапе моделирования, позволяет получить в готовом состоянии изделие, имеющее твердую форму, которое надежно, но без сдавливания, фиксируется на голове.
Изготовление фиксирующего кольца из листа пенополимера - легкого, достаточно пластичного материала, с высокой удельной прочностью, позволяет повторить анатомические изгибы тела пациента при изготовлении, что позволяет избежать точечного избыточного давления на мягкие ткани конечности в процессе его эксплуатации.
Устройство для лечения поврежденных стволов плечевого сплетения состоит из шлема 1, изготовленного по индивидуальным размерам, и форме, головы конкретного пациента, и фиксирующего кольца 2, соответствующего форме и размерам его плечевого сустава. Шлем 1 и кольцо 2 соединены двумя резьбовыми штангами 3, для чего на боковой поверхности шлема 1, по стороне поврежденного нерва, симметрично средней линии плеча, на расстоянии, превышающем ширину ушной раковины, с помощью винтов 4, симметрично закреплены кронштейны 5, в которых шарнирно установлены концы резьбовых штанг 3. Противоположные, свободные, концы штанг 3, установлены во втулках 6, диаметрально противоположно закрепленных на наружной боковой поверхности фиксирующего кольца 2 с помощью винтов 7, и оснащены двумя гайками 8 и 9, установленными последовательно.
Конструкцию устройства для лечения поврежденных стволов плечевого сплетения поясняют иллюстрации, где:
на фиг. 1 - вид устройства спереди;
на фиг. 2 - вид устройства сбоку;
фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5 - поясняют расчеты, необходимые при применении способа;
фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6, фиг. 7, фиг. 8 - иллюстрируют клинический пример с применением устройства:
на фиг. 3 - рентгенограмма пациента П-ва и разметка до лечения; плечо в исходном (нормальном) положении;
на фиг. 4 - рентгенограмма пациента П-ва и разметка сразу после операции, до начала выведения плеча в исходное (нормальное) положение;
на фиг. 5 - рабочая схема для расчетов;
на фиг. 6 - фото пациента П-ва при первичном наложении устройства;
на фиг. 7, фиг. 8 - фото пациента П-ва через 9,5 мес. после операции.
Устройство используют следующим образом.
До операции выполняют рентгенограмму плеча пациента в прямой проекции, и индивидуально, по форме, и размерам, головы пациента, изготавливают шлем, а по форме, и размерам, плевого сустава - фиксирующее кольцо. Шлем выполняют из полиэтилена, например, Полиэтилена низкой плотности; фиксирующее кольцо - из листа пенополимера. Соединяют шлем и кольцо двумя резьбовыми штангами из набора АВФ Илизарова, для чего на боковой поверхности шлема, со стороны поврежденного нерва, симметрично средней линии плеча, на расстоянии, превышающем ширину ушной раковины, винтами закрепляют два кронштейна, в каждом из которых шарнирно закрепляют своими концами по резьбовой штанге. Противоположный, свободный, конец каждой из упомянутых штанг, устанавливают в соответствующую втулку. Втулки диаметрально противоположно закрепляют на наружной боковой поверхности фиксирующего кольца с помощью винтов, при этом на концах штанг последовательно устанавливают по две гайки.
Проводят ревизию зоны повреждения нервного ствола. При его дефекте, мобилизуют проксимальный и дистальный концы поврежденного нерва, обеспечивая приведение плеча к голове, и выполняют микрохирургическую эпипериневральную нейрорафию. После окончания операции пациенту, с целью сохранения достигнутого положения нервных окончаний, устанавливают устройство для лечения поврежденных стволов плечевого сплетения, для чего на сегменте конечности, с опорой в подмышечной впадине, крепят фиксирующее кольцо, а шлем надевают на голову пациента. Конечность в приведенном положении фиксируют в устройстве перемещением гаек по резьбовым штангам.
Через 4 недели конечность начинают постепенно выводить в физиологическое положение одновременным перемещением гаек по резьбовым штангам, чем выполняют удлинение нервов в дистракционном режиме.
1
1
1
2
1
2
На рентгенограмме плеча пациента, выполненной до операции (фиг. 3), наносят точки А, В и O. Измеряют длину отрезка АВ. Этот отрезок представляет собой длину штанги устройства после выведения плеча в нормальное положение из верхнего положения. Измеряют длины отрезков OA и OB. Отмечают точки О и С. Проводят, и измеряют, отрезки OC и ОС.
Для простоты изложения введем обозначения, используемые при изложении алгоритма вычислений.
1
Точка O - точка крепления ключицы к грудине, точка вращения.
Точка А - точка крепления штанги на головной части устройства.
Точка В - точка крепления штанги на плечевой части устройства в конечной стадии послеоперационного ведения пациента, когда плечо находится в нормальном положении (перед демонтажем устройства).
НАЧ.
Точка В - точка крепления штанги на плечевой части устройства в начальной стадии послеоперационного ведения пациента, когда плечо находится в верхней точке (после операции).
2
Точка О - точка крепления нерва в области выхода из шейного отдела позвоночника, точка вращения.
Точка С - точка крепления нерва в области ключицы в конечной стадии послеоперационного ведения пациента, когда плечо находится в нормальном положении.
НАЧ.
Точка С - точка крепления нерва в области ключицы в начальной стадии послеоперационного ведения пациента, когда плечо находится в верхнем положении.
1
НАЧ.
НАЧ.
2
НАЧ-
1
НАЧ.
1
После операции выполняют рентгенограмму плеча пациента в прямой проекции с наложенным устройством, в таком же положении пациента, что и до операции (фиг. 4). На рентгенограмме наносят точки А, О и В. Измеряют длину отрезка АВ, который является длиной штанги устройства на момент начала выведения плеча в нормальное положение. Измеряют длину отрезка ОС - длину нерва на момент начала выведения плеча в нормальное положение. ОВ=OB (фиг. 3).
Для произвольного треугольника известно выражение (теорема косинусов):
где а, b и с - стороны треугольника, С - угол между сторонами а и b.
1
НАЧ.
НАЧ.
1
Для треугольника АОВ с помощью вышеприведенного выражения можно вычислить угол ВOA (обозначим его α):
1
1
1
1
Таким же образом можно вычислить угол AOB (обозначим его β) в треугольнике AOB. В этом треугольнике длина отрезков АВ (длина штанги устройства), OA и OB измерены на рентгенограмме, сделанной до установки устройства (фиг. 3). Имеем:  (2)
Разность углов β и α (обозначим ее γ) - угол, на который повернулась ключица пациента при смещении плеча из нормального (исходного) положения в верхнее, в процессе установки устройства:
Геометрические построения удобно проводить на схеме без рентгенограммы, взяв за основу положение до операции (фиг. 5).
1
1
1
1
НАЧ.
1
1
1
1
НАЧ.
1
НАЧ.
2
НАЧ.
2
НАЧ.
2
При переводе плеча в ходе операции в верхнее положение, и в процессе лечения - обратно в исходное, плечо вращается единым блоком вокруг точки О. Отрезок ОВ при переходе плеча в верхнее положение поворачивается на угол γ. На схеме (фиг. 5) от отрезка ОВ по часовой стрелке откладывают угол γ, по лучу откладывают отрезок ОВ, который равен ОВ. Отрезок OC при этом также поворачивается на угол γ. На схеме (фиг. 5) от отрезка OC по часовой стрелке откладывают угол γ, по лучу - отрезок ОС, который равен OC. Проводят отрезок СС, который является расстоянием, на которое переместится точка прикрепления нерва в области ключицы при перемещении плеча из нормального (исходного) положения - в верхнее, в то, в котором установлено устройство, и в ходе лечения - обратно, в нормальное (исходное) положение. Точку О соединяют с точками С и С, с образованием отрезков СО и СО.
2
НАЧ.
НАЧ.
2
Можно определить в треугольнике ОСС угол ССО (обозначим его 6):
На этом этап предварительных расчетов заканчивается.
НАЧ.
1
НАЧ.
В ходе послеоперационного ведения пациента длина штанги АВ (на начальном этапе ее длина равна АВ) постепенно увеличивается. Ключица поворачивается против часовой стрелки вокруг точки вращения О, а точка крепления нерва перемещается из положения С в положение С. Нерв, при этом, постепенно удлиняется.
Предположим, что ежесуточно нерв удлиняется на величину Δ.
1
2
1
Рассмотрим исходное состояние, когда плечо находится в верхнем положении. При удлинении нерва на величину Δ, точка его крепления переместится в положение С. Длина отрезка ОС будет равна:
Для произвольного треугольника известно выражение (теорема синусов):
где а, b, с - стороны треугольника, sinA, sinB, sinC - синусы противолежащих углов.
2
НАЧ.
1
2
НАЧ.
2
1
НАЧ.
1
2
Для треугольника ОСC известны стороны ОС и ОС, а также угол δ. Обозначим угол СCO через ε. Можем записать:
Тогда
1
2
НАЧ.
Обозначим угол СОС через η. Величина этого угла будет:
Тогда имеем:
1
НАЧ.
Откуда СС будет:
1
Величина отрезка CC будет равна:
1
1
1
1
1
Из треугольника COC можно определить величину угла COC - это угол γ, который получится при изменении угла γ за сутки: (11)
1
1
1
1
1
1
Угол COC (γ) равен углу BOB, так как в процессе лечения плечо вращается единым блоком вокруг точки О,
1
1
1
Можно определить угол АОВ (α), который получится при удлинении нерва за сутки на Δ:
1
1
1
Из треугольника BOA можно определить длину отрезка АВ:
1
НАЧ.
ШТ.
Разность длин отрезков АВ и ВА - это изменение длины штанги устройства Δ, которое необходимо произвести для увеличения длины нерва за сутки на Δ:
НАЧ.
ШТ.
За время послеоперационного ведения пациента длина штанги устройства увеличится от АВ до АВ. Разделив разность этих величин на Δ можно определить время (в сутках), необходимое для выведения плеча пациента в нормальное положение:
Клинический пример
Пациент П-ов, 35 лет, поступил в отделение микрохирургии 12.04.2018 с диагнозом: Повреждение правого плечевого сплетения на сроке 5 месяцев после получения травмы в результате дорожно-транспортного происшествия. Имела место клиника повреждения верхнего первичного ствола, подтвержденная данными клинических, и инструментальных, методов исследования. Пациенту был выполнен рентгеновский снимок (фиг. 3) при поступлении, изготовлено устройство для лечения поврежденных стволов плечевого сплетения. Индивидуально, по форме, и размерам головы пациента, из Полиэтилена низкой плотности, изготовили шлем, а по форме, и размерам, плевого сустава - фиксирующее кольцо из листа пенополимера. Соединили шлем и кольцо двумя резьбовыми штангами из набора АВФ Илизарова, для чего на боковой поверхности шлема, со стороны поврежденного нерва, симметрично средней линии плеча, на расстоянии, превышающем ширину ушной раковины, винтами закрепили два кронштейна, в каждом из которых шарнирно закрепили своими концами по резьбовой штанге. Противоположный, свободный, конец каждой из упомянутых штанг установили в соответствующую втулку. Втулки диаметрально противоположно закрепили на наружной боковой поверхности фиксирующего кольца с помощью винтов, при этом концы штанг оснастили двумя гайками, установленными последовательно.
Оперативное вмешательство на левом плечевом сплетении выполнялось под эндотрахеальным наркозом, был осуществлен доступ к поврежденному первичному нервному стволу, после иссечения рубцово-измененной части которого, дефект составил 5,5 см, что не позволило осуществить сшивание концов нерва между собой. Чтобы избежать использования аутонервного трансплантата, мы изменили положение верхней конечности, приблизив надплечье к шейному отделу позвоночника так, что концы нервного ствола удалось сшить с использованием микрохирургической техники. Конечность зафиксировали в приведенном положении в устройстве для лечения поврежденных стволов плечевого сплетения, для чего на сегменте поврежденной конечности, с опорой в подмышечной впадине, закрепили фиксирующее кольцо, а шлем надели на голову пациента. Конечность в приведенном положении зафиксировали в устройстве перемещением гаек по резьбовым штангам.
По результатам замеров на рентгенограмме пациента в исходном (нормальном) положении (фиг. 3) имеем:
1
1
1
OA=324 мм, OB=184 мм, АВ=314 мм, OC=88 мм.
По результатам замеров на рентгенограмме пациента после операции (фиг. 4):
НАЧ.
1
НАЧ.
1
АВ=228 мм. ОВ=OB=184 мм.
Проведем вычисления с использованием выражений (1) и (14).
НАЧ.
2
2
НАЧ.
После построений на фиг. 5 получаем: СС=42 мм, ОС=80 мм, ОС=52 мм.
Предположим, что ежесуточно нерв удлиняется на Δ=1 мм.
В результате вычислений получаем, что для выведения плеча в нормальное состояние понадобится около 15 дней. При этом удлинение нерва в сутки составит, примерно, 1 мм. Этот алгоритм был реализован на практике.
Спустя 4 недели после операции, пациент самостоятельно, по заранее определенной врачом программе, параллельно по двум резьбовым штангам, производил дозированный поворот гаек, расположенных на концах резьбовых штанг, перемещая фиксирующее кольцо в дистальном направлении, до полного выведения конечности в физиологическое положение.
Темп разгибания выдерживался 1 мм в сутки, что соответствовало полному обороту гайки.
На сроке 9,5 месяцев получено восстановление функции отведения плеча и сгибание предплечья в локтевом суставе (Фиг. 7, Фиг. 8), с сокращением срока восстановления утраченной функции в сравнении с группой контроля на 5.5 месяцев.
Источники информации
1. Geldmacher J. The microsurgical restoration of peripheral nerves / J. Geldmacher, W. Albers // Chir. plastica. - 1982. - Vol. 6. - P. 243-248.
2. Seddon H.J. Nerve Grafting / H.J. Seddon // J. Bone and joint Surg. - 1963. - Vol. 45b. - № 3. - P. 447-461.
3. Kalomiri D.E. Nerve grafting in peripheral nerve microsurgery of the upper extremity / D.E. Kalomiri, P.N. Soucacos, A.E. Beris // Microsurgery. - 1994. - № 15(7). - P. 506-511.
4. Songcharoen P., Mahaisavariya В., Chotigavanich C., Spinal accessory neurotization for restoration of elbow flexion in avulsion injuries of the brachial plexus // J. Hand Surg. - 1996. - V. 21 A. - P. 387-390.
5. Говенько Ф.С. Аутопластика при повреждении нервов у детей / Ф.С. Говенько // Вестн. хирургии им. И.И. Грекова, 1988. - Т. 140, № 2. - С. 77-81.
6. Григорович К.А. Хирургическое лечение повреждений нервов / К.А. Григорович; - Л.: 1981. - 302 с.
7. Sunderland S. Stress strain phenomens in human peripheral nerve trunks / S. Sunderland, K.C. Bradley // Brain. - 1961. - Vol. 84. - № 1. - P. 102-119.
8. Colen K.L. Nerve grafts and conduits / K.L. Colen, M. Choi, D.T. Chiu // J. Plast. Reconstr. Surg. - 2009. - Dec; 124(6 Suppl). - P. 386-394.