Устройство для клиновидной укорачивающей остеотомии длинных трубчатых костей

Полезная модель относится к области медицины, а именно медицинскому инструментарию, применяемому в травматологии и ортопедии для выполнения клиновидной укорачивающей остеотомии длинных трубчатых  костей с удалением их деформированных сегментов,  восстановлением анатомичности кости и обеспечением стабильного соединения костных отломков между собой по типу «замка».
Распространенным хирургическим методом устранения костных деформаций или улучшения функции опорно-двигательного аппарата является создание искусственного перелома кости – её остеотомии посредством остеотома или пилы. С целью оптимизации данного процесса, а именно исключения сдвига линии рассечения кости от запланированной траектории за счет неправильного нажима на режущий элемент или соскальзывания руки хирурга из-за значительной нагрузки на его запястье, в настоящее время на рынке медицинских изделий появляются различные виды направителей для контролирования движения положения режущего элемента. Известны, например, устройства для остеотомии акромиального отростка лопатки [патент RU на изобретение №2523134], большеберцовой кости [патент RU на изобретение №2340296, патент US на изобретение 2005/0154394], шейки бедра [патент RU на полезную модель №165756, патент JP на изобретение №2017-12457А]. Однако конструкции данных  устройств громоздки, сложны в использовании и, в большинстве случаев, не могут быть модифицированы для применения при других патологиях.
Кроме того, использование данных устройств при осуществлении клиновидной остеотомии затруднительно, а, в основном, наоборот создает необходимость выполнения ряда дополнительных манипуляций, следовательно, повышает риск возникновения ошибок. То есть сначала необходимо установить направитель устройства под одним углом, произвести распил кости на определенную только визуально длину, затем вручную поменять угол наклона направителя и осуществить второй распил. При этом у некоторых устройств вообще не имеется возможности изменения угла наклона направителя, в связи с чем для выполнения клиновидной остеотомии будет необходимо менять положение всего устройства относительно кости. В этих случаях легче выполнить клиновидную остеотомию без применения каких-либо конструкций, только с помощью «рук хирурга» и режущего элемента. Произвести посредством только пилы, либо путем применения существующих конструкций необходимое иссечение костного участка с последующим сопоставлением его краев, требующее выполнения двух точно повторяющихся распила по типу клиньев с обеспечением создания строго параллельных плоскостей опилов разных костных отломков, вообще невозможно. При проведении поиска аналогичных конструкций для проведения клиновидной остеотомии нами не было обнаружено таких устройств.
По совокупности совпадающих признаков за наиболее близкий аналог полезной модели можно принять «Устройство для остеотомии» [патент RU на полезную модель №179187], автором-разработчиком которого является один из авторов заявляемого технического решения. По сути, заявляемая конструкция является модификацией предыдущего технического решения. Но их нельзя сравнивать,  ни одно из устройств не является лучшим. Они направлены на проведение различных видов остеотомии и оба востребованы. Разработанные технические особенности выполнения опорной части в виде вертикально вытянутой пластины дугообразно изогнутой в поперечном сечении с равномерно расположенными вдоль её продольной оси сквозными отверстиями для фиксирования положения устройства относительно кости позволяют упростить конструкцию и способ её установки и применения, что было экспериментально обосновано. В связи с этим было принято решение на уже существующей базе создать устройство, которое могло с той же точностью и простотой использования выполнить два строго параллельных опила клиновидной формы.
Задачей заявляемой полезной модели является разработка простой в изготовлении и использовании конструкции устройства, позволяющего выполнить клиновидную укорачивающую остеотомию длинных трубчатых костей с обеспечением полноценного прилегания параллельных плоскостей костных опилов друг к другу, исключая возможность ротационного и поперечного смещения костных отломков.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что в устройстве для клиновидной укорачивающей остеотомии длинных трубчатых костей, включающем опорную часть в  виде вертикально вытянутой пластины дугообразно изогнутой в поперечном сечении с равномерно расположенными вдоль её продольной оси сквозными отверстиями для фиксирования положения устройства относительно кости, соединенную с одной из её торцевых сторон посредством шарнира со стопорным винтом с возможностью изменения угла наклона к продольной оси устройства направителем в виде прямоугольной пластины с щелевой прорезью для проведения через неё режущего элемента, направитель выполнен изогнутым по типу клина.
Заявляется также устройство для клиновидной укорачивающей остеотомии длинных трубчатых костей с вышеперечисленными признаками, у которого направитель изогнут под углом 30-60º.
Кроме того, заявляется также устройство для клиновидной укорачивающей остеотомии длинных трубчатых костей с вышеперечисленными признаками, у которого направитель выполнен сменным посредством возможности снятия и последующей установки стопорного винта шарнира.
Технический результат заявляемой полезной модели.
Технические особенности выполнения формы направителя по типу клина с щелевой прорезью под режущий элемент в совокупности с обеспечением возможности изменения его угла наклона к продольной оси устройства и перемещения вниз-вверх вдоль продольной оси кости за счет равномерно расположенных друг  от друга сквозных отверстий в опорной части позволяют осуществить иссечение деформированного костного участка с последующим точным сопоставлением образованных опилов, плотным прилеганием всех их плоскостей и формированием надежного замкового соединения костных отломков между собой, исключающего возникновения ротационного и поперечного смещения последних в дальнейшем. Таким образом, данное устройство позволит сформировать строго параллельные плоскости сечения кости по типу клиньев, обеспечив выполнение всех вышеперечисленных признаков, которые, в свою очередь, исключат возможность возникновения послеоперационных осложнений по поводу потери стабильности фиксации костных отломков, их мигрирования и сократят срок сращения за счет увеличения площади соприкосновения костных опилов и плотности их прилегания друг к другу, а, следовательно, значительно повысят эффективность проводимого лечения. Совокупность всех применяемых в заявляемом изделии технических решений позволяет создать простую в изготовлении конструкцию, не требующую дополнительного инструментария для использования или какой-либо навигационной системы, а также сам процесс её применения значительно облегчен, в связи с чем с данной манипуляцией справится любой врач травматолог-ортопед.
В настоящее время лучевые методы диагностики позволяют с высокой точностью определить параметры зоны патологии. Однако, некоторых погрешностей избежать все равно не удается. В этом случае хирургу минимально, но приходится корректировать свои действия во время операции. Заявляемое устройство обладает всеми техническими решениями, предусматривающими возможность проведения минимальных корректировок, проводимых интраоперационно. Конкретно, хирург во время операции без каких-либо усилий или затраты времени может изменить угол наклона направителя к продольным осям устройства или кости, а также, при необходимости корректировки угла клина, произвести замену направителей на более подходящий.
Устройство для клиновидной укорачивающей остеотомии длинных трубчатых костей поясняется с помощью Фиг. 1-2, на которых изображено: на Фиг. 1 – общий вид конструкции, на Фиг. 2 – общий вид конструкции с геометрическими размерами. На Фиг. 1 позициями 1-6 обозначены:
1 – опорная часть;
2 – сквозные отверстия опорной части;
3 – направитель;
4 – щелевая прорезь направителя;
5 – шарнир;
6 – стопорный винт.
Устройство для клиновидной укорачивающей остеотомии длинных трубчатых костей включает в себя опорную часть 1 в виде вертикально вытянутой пластины дугообразно изогнутой в поперечном сечении с равномерно расположенными вдоль её продольной оси сквозными отверстиями 2 для фиксирования положения устройства относительно кости. Опорная часть 1 с одной из её торцевых сторон соединена с направителем 3 в виде изогнутой под углом порядка 30-60º по типу клина прямоугольной пластины с щелевой прорезью 4 для проведения через неё режущего элемента. Размерный ряд изогнутых под углом направителей выполнен с шагом 5º, а именно угол клина может составлять 30º, 35º, 40º, 45º, 50º, 55º, 60º. Соединение опорной части 1 с направителем 3 выполнено посредством шарнира 5 со стопорным винтом 6 с возможностью расположения направителя 3, его фиксации под заранее определенным при предоперационном планировании углом выполнения линии рассечения костного сегмента, а также при необходимости обеспечения смены направителя на другой путем снятия и последующей установки стопорного винта шарнира.
Устройство для клиновидной укорачивающей остеотомии длинных трубчатых костей используют следующим образом.
На дооперационном этапе проводят лучевую диагностику зоны патологии, а именно МРТ-, КТ- и/или рентген-исследования в зависимости от локализации и характера дефекта костной структуры. Во время предоперационного планирования посредством рентгенограмм и/или КТ-, МРТ-снимков вычисляют место проведения остеотомии и рассчитывают угол  клина линии остеотомии, оптимальную точку размещения вершины клина относительно ширины кости с обеспечением наиболее прочного последующего соединения костных отломков относительно друг друга по типу «замка», а также определяют  длину деформированного костного участка, который необходимо удалить. С учетом полученных результатов подбирают устройство для остеотомии с оптимальными геометрическими размерами, обращая внимание на длину опорной части в зависимости от планируемых размеров операционного поля и соответственно протяженности и формы направителя.  Для обеспечения возможности корректировки в зависимости от возникших  интраоперационно визуализируемых только при открытом доступе анатомических параметром подготавливают несколько сменных направителей с углом клина на 5º больше и меньше запланированного размера.
Во время хирургического вмешательства послойно осуществляют хирургический доступ к костным структурам в зоне патологии. С учетом проведенных при предоперационном планировании расчетов вводят последовательно в кость вдоль продольной её оси в поперечном направлении несколько пинов, обеспечивая проход каждого из них через оба кортикальных слоя и центр поперечного сечения кости с соблюдением расстояния между ними вдоль продольной оси кости кратное расстоянию между центрами сквозных отверстий в опорной части устройства. Оценивают анатомическое расположение костных структур в зоне патологии и соответствие визуализируемой картины определенным при предоперационном планировании параметрам. При полном соответствии приступают к установке устройства. При наличии отклонения от визуализируемой предоперационном планировании картины врач принимает решение о смене направителя на наиболее подходящий из ранее подготовленных и при его установке корректирует угол наклона направителя к продольной оси конструкции и кости, фиксируя его в достигнутом положении с помощью стопорного винта. Затем переходят к установке устройства. Для этого проводят пины через сквозные отверстия опорной части, плотно прижимая последнюю к кости. Осуществляют распил кости путем проведения через щелевую прорезь направителя режущего элемента. Заявляемое устройство снимают с пинов и повторно насаживают на них, опустив вниз вдоль продольной оси кости на рассчитанное при предоперационном планировании расстояние, равное ширине иссекаемого деформированного костного участка. Выполняют второй распил, проводя режущий элемент через щелевую прорезь направителя. Сопоставляют костные отломки до плотного прилегания всех плоскостей опилов друг к другу, тем самым, обеспечивая прочное соединение по типу «замка», исключающего возможность ротационного поперечного смещения отломков.
Далее продолжают основной этап хирургического вмешательства в зависимости от характера патологии после удаления установленных  пинов и устройства.
Пример.
Были смоделированы экспериментальные образцы изделий с различными типами-размерами. После проведенных испытаний устройств на макетах, воспроизводимых анатомию и архитектонику костного аппарата у больных с патологией длинных трубчатых костей, была доказана обоснованность применения совокупности заявляемых конструктивных особенностей.