МЕДИЦИНСКИЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ВРЕМЕННОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ПОЗВОНОЧНОГО СТОЛБА ПРИ ИСПРАВЛЕНИИ ЕГО ДЕФОРМАЦИИ

Область техники
Техническое решение относится к медицине, а именно к хирургическим инструментам, предназначенным для временной установки на тела позвонков с целью удержания их взаимного положения при проведении оперативного исправления деформации позвоночного столба.
Предшествующий уровень техники
Известен репозиционный фиксатор позвоночника ([1]: патент RU 2321371). Репозиционный фиксатор позвоночника, содержащий штанги с элементами крепления в виде резьбовых моноаксиальных стержней, соединенные между собой поперечиной с крюками, оснащенными резьбовыми стопорами для фиксации на штангах. Стержни имеют цилиндрическую головку с наружной резьбой в верхней части и резьбовым отверстием вдоль оси, открывающимся в горизонтальное сквозное отверстие, выполненное в основании головки, перпендикулярно продольной оси, под штырь, расположенный в основании цилиндрического фиксатора, на наружной, боковой поверхности, перпендикулярно продольной оси, имеющего глухое резьбовое отверстие по оси под стопорный винт, и открытый сквозной паз вдоль той же оси.
В данном аналоге [1] штанги монолитные, не имеют шарнирного соединения, что не позволяет использовать устройство при искривлении позвоночника до устранения деформации, штанги устанавливаются как фиксирующая система, не обеспечивают одновременно стабильное положение и мобильность разделенных частей позвоночника.
Известно устройство для операций на позвоночнике в эксперименте ([2], патент RU 2186424). Устройство для операций на позвоночнике в эксперименте содержит краниальную и каудальную резьбовые штанги и размещенные на них элементы фиксации. Резьбовые штанги связаны между собой с возможностью продольных, угловых, ротационных перемещений относительно друг друга посредством шарнирного узла, выполненного в виде резьбового стержня, с ушком на конце под краниальную резьбовую штангу и площадки с отверстием для резьбового стержня на каудальной резьбовой штанге. Элементы фиксации выполнены из упругого материала в виде двух подпружиненных браншей с захватами, имеющих кольцевидные изгибы у основания под резьбовые штанги и встречные изгибы у основания захватов, и колец, установленных на браншах с возможностью продольных перемещений для обеспечения сближения браншей и их фиксации при размещении колец во встречных изгибах. Фиксация в шарнирном узле и браншей на резьбовых штангах осуществляется посредством гаек.
Данный аналог [2] неудобен в использовании. Он не предусматривает установку транспедикулярных винтов, бранши не обеспечивают необходимую жесткость фиксации устройства на позвонках. Устройство не совместимо с транспедикулярными системами фиксации. Шарнирное соединение резьбовых штанг имеет большие габариты.
Известен контрактор для коррекции и фиксации позвоночника ([3], патент SU 1516104). С целью увеличения степени коррекции и расширения корригируемого диапазона деформаций позвоночного столба в контракторе, содержащем стержни с правой и левой резьбой и взаимодействующие с ними крючки, последние снабжены упорными пластинами, расположенными в плоскости изгиба крючков со стороны стержней под углом 0-20° к их оси, а стержни соединены посредством двухосного шарнира, выполненного в виде по крайней мере одного звена цепи.
В указанном устройстве [3] для крепления к позвонкам используются крюки, что не обеспечивает жесткой фиксации устройства, шарнирное соединение в виде звена цепи обладает чрезмерной подвижностью и неустойчиво соединяет стержни, устройство не совместимо с транспедикулярными системами фиксации, а также закрывает обзор при выполнении рентгенограмм.
Известен транспедикулярный фиксатор позвоночника ([4], RU 2250760), состоящий из корпусов шаровых шарниров с цилиндрическими и опорными частями, транспедикулярных винтов с шаровыми головками, осевых стержней, поперечных стяжек, отличающийся тем, что в опорных частях корпусов шаровых шарниров на наружной поверхности выполнены нижние неразъемные губки, верхние губки выполнены разъемными и устанавливаются на цилиндрические части корпусов, причем на обращенных друг к другу поверхностях нижних неразъемных и верхних разъемных губок корпусов шаровых шарниров выполнены цилиндрические канавки радиусами, равными радиусам осевых стержней, в цилиндрических частях корпусов выполнена наружная резьба с устанавливаемыми на них крепежными гайками для фиксации разъемных губок, стопоры углового смещения шаровых головок по оси транспедикулярных винтов выполнены в виде фиксирующих винтов с кольцевой режущей кромкой на стороне контакта для установки во внутренние резьбовые отверстия цилиндрических частей, а осевые стержни выполнены в виде поворотных рычагов с расположенными перпендикулярно друг другу стержневой частью на одном конце и втулкой на другом, причем стопор поворота втулок поворотных рычагов относительно друг друга выполнен в виде радиальных зубьев на плоскости разъема и стопорных винтов для размещения в отверстиях втулок.
Устройство [4] предназначено для фиксации позвоночника на постоянной основе. Является неудобным для использования в качестве стабилизирующего инструмента мобилизованного позвоночника, так как имеет громоздкую конструкцию, шарнирные соединения имеют зубчатую поверхность, за счет чего цилиндрический шарнир заклинивает во время исправления деформации, не предусмотрено использование в устройстве транспедикулярных винтов с головкой камертонного типа с U образным пазом в головке, что не позволяет комбинировать использование устройства совместно с существующими системами транспедикулярной фиксации.
Раскрытие заявляемого технического решения
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является облегчение процесса и снижения риска осложнений оперативного исправления деформации (искривления) позвоночного столба, путем использования устройства, обеспечивающего стабильное положение позвонков на выправляемом участке позвоночного столба, отсутствие смещения смежных позвонков «вперед-назад» и «влево-вправо», удержание, без дополнительных приспособлений, позвонков в достигнутом положении в процессе установки системы транспедикулярной фиксации позвоночника.
Технический результат - достигается стабильное положение двух частей мобилизованного позвоночника при исправлении деформации. Путем снижения поперечной подвижности одной части позвоночника относительно другой, снижения поперечной и угловой подвижности относительно друг друга позвонков каждой части снижается риск повреждения мягкотканых структур спинного мозга при выполнении оперативного вмешательств на позвоночнике с целью исправления деформации.
Сущность заявленного технического решения состоит в том, что медицинский инструмент (далее инструмент) для временной стабилизации позвоночного столба при исправлении его деформации состоит из двух стержней круглого поперечного сечения, стержни расположены последовательно, смежные концы стержней связаны посредством осевого шарнира, на стержнях установлены транспедикулярные винты, транспедикулярные винты имеют головку камертонного типа и установлены с возможностью фиксации положения стопорными винтами, связанный конец первого стержня выполнен в форме вилки, связанный конец второго стрежня выполнен в форме ушка, второй стержень ушком вставлен в вилку первого стержня и соединен с ней осью-винтом с возможностью фиксации взаимного положения.
Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения, позволяющих использовать полезную модель по назначению и обеспечивающих достижение заявленного технического результата.
Стержни инструмента предпочтительно выполнены из углепластика, ввиду малой плотности он способен пропускать рентгеновские лучи, что увеличивает видимую область структур позвоночника на рентгеновских снимках, сделанных во время операции, при этом стержни обладают достаточной жесткостью и инертностью к биологическим тканям.
Среднее арифметическое отклонение профиля (шероховатость по Ra) поверхности стержней инструмента не должно превышать 0,32 микрометра. При слабой затяжке стопорного винта это позволяет головке транспедикулярного винта скользить вдоль стержня и одновременно удерживать транспедикулярный винт в устойчивом положении на стержне. Диаметр стержней предпочтительно выбрать 5,5 миллиметра, это обеспечивает их соответствие существующим системам транспедикулярной фиксации позвоночника, в частности системе Система Instinct™ Java компании Zimmer Spine и аналогичным, где используется диаметр спинального стержня от 5 до 5,5 миллиметров. Стержни инструмента можно фиксировать на транспедикулярные винты этой системы, а стержни этой системы можно устанавливать на транспедикулярные винты инструмента. Инструмент используется во время исправления деформации, после достижения необходимого положения частей позвоночника его убирают, при этом транспедикулярные стрежни могут быть отставлены и на место стержней инструмента установлены стрежни транспедикулярной системы фиксации.
Предусмотрено, что ширина U образного паза в головке транспедикулярного винта равна 5,5 миллиметра, шаг винтовой нарезки 2,7 миллиметра, а тело транспедикулярного винта имеет конусную форму. Стержни могут быть выполнены составными, по типу резьбовой хвостовик - резьбовое углубление, что позволяет регулировать их длину, устанавливая удлиняющий стержень при необходимости.
Полезная модель поясняется графическими материалами:
Фиг. 1 - Общий вид, инструмент установлен на позвонках;
Фиг. 2 - Вид сбоку, инструмент установлен на позвонках;
Фиг. 3 - Вид сверху, инструмент установлен с левой стороны на позвонках, с правой стороны позвонков установлен спинальный стержень транспедикулярной системы фиксации позвоночника;
Фиг. 4 - Общий вид на инструмент.
Полезная модель, представленная на графических материалах, является одним из вариантов возможного осуществления устройства и не ограничивает сущность полезной модели.
Осуществление технического решения
Инструмент состоит из двух стержней 1 и 2 (фиг. 1, 2, 3, 4) круглого поперечного сечения. Стержни 1 и 2 расположены последовательно, смежные концы 3 и 4 (фиг. 4) стержней связаны посредством осевого шарнира 5 (фиг. 4). Конец 3 первого стержня 1 выполнен в форме вилки 6 (фиг. 4), конец 4 второго стрежня 2 выполнен в форме ушка 7 (фиг. 4). Второй стержень 2 ушком 7 вставлен в вилку 6 первого стержня 1 и соединен с ней осью-винтом 8 (фиг. 1, 2, 4) с возможностью фиксации взаимного положения. На стержнях 1 и 2 установлены транспедикулярные винты 9 (фиг. 1, 2, 3, 4). Транспедикулярные винты 9 имеют головку 10 (фиг. 4) и тело 11 (фиг. 4), выполнены из титанового сплава, инертного к биологическим тканям. Головка 10 камертонного типа выполнена с U-образным пазом, лысками на наружной поверхности и торцевыми отверстиями для сопряжения с установочными инструментами. Транспедикулярные винты 9 установлены на стержнях 1 и 2 с возможностью фиксации положения стопорными винтами 12. Стопорные винты 12 (фиг. 4) вкручены в головку 10. Стержни 1 и 2 инструмента предпочтительно выполнены из углепластика. При этом допускается выполнять из нержавеющей стали или сплава титана. Среднее арифметическое отклонение профиля (шероховатость по Ra) поверхности стержней 1 и 2 инструмента не должно превышать 0,32 микрометра. Диаметр стержней 1 и 2 составляет 5,5 миллиметра, это обеспечивает их соответствие существующим системам транспедикулярной фиксации позвоночника, в частности системе Система Instinct™ Java компании Zimmer Spine или системе BASIS™ (Broad Application Spinal Instrumentation System). Ширина U-образного паза в головке 10 транспедикулярного винта 9 равна 5,5 миллиметра, шаг винтовой нарезки 2,7 миллиметра, а тело 11 транспедикулярного винта 9 имеет конусную форму. Длина стержней 1, 2 подбирается в зависимости от размеров позвоночника и количества устанавливаемых транспедикулярных винтов 9. При установке трех транспедикулярных винтов 9 на каждый стрежень 1, 2 их длина от 100 до 150 мм. При этом стержни 1 и 2 могут быть выполнены составными. Для этого свободный конец стержня 1, 2 выполнен с резьбовым углублением, в которое устанавливается удлиняющий стержень с резьбовым хвостовиком.
Описание работы
Полезная модель используется при корригирующих оперативных вмешательствах на позвоночнике, с помощью которых осуществляют коррекцию сформировавшейся кривизны позвоночного столба 13 (фиг. 1, 2, 3). Обычно к этим вмешательствам прибегают при ригидных фиксированных сколиотических или кифотических деформациях, не поддающихся коррекции в необходимой степени другими способами. Показанием для этой операции являются кифосколиотические деформации III и IV степени, сопровождающиеся структурными изменениями в позвонках 14 (фиг. 1, 2, 3). Операция выполняется под эндотрахеальным наркозом с релаксантами. Положение пациента на операционном столе на животе. Выполняют мобилизирующую операцию, в частности клиновидную резекцию. Для этого производят кожный разрез. Возможно использование трех видов кожного разреза: поперечного, паравертебрального в виде вытянутого полуовала и углового разреза. Кожу не отслаивают от подлежащих тканей. По ходу кожного разреза рассекают подкожную клетчатку, поверхностную фасцию и в зависимости от локализации и уровня вмешательства - трапециевидную или широчайшую мышцу спины. Сухожилия мышц отделяют от остистых отростков грудных позвонков 14 по вертикальной части кожного разреза, а по второй части кожного разреза мышцу рассекают по ходу мышечных волокон. Кожно-фасциально-мышечные лоскуты отбрасывают в стороны, обнажая задние отделы реберных дуг в области вершины деформации и длинные мышцы спины, прикрывающие задние элементы позвонков 14 выпуклой стороны. Длинные мышцы спины отделяют от подлежащих поперечных отростков, полудужек и остистых отростков. На протяжении двух позвонков 14, расположенных на вершине искривления, поднадкостично скелетируют боковые поверхности остистых отростков и полудужки вогнутой стороны. В позвонки 14, в области деформации, с двух сторон от остистых отростков в корень дужек вкручивают транспедикулярные винты 9. Если для окончательной фиксации используется система Instinct™ Java компании Zimmer Spine, то с обеих сторон от остистого отростка в позвонки 14 вкручивают совместимые с ней транспедикулярные винты 9 инструмента. Если используется система транспедикулярной фиксации, по размерам не совместимая с транспедикулярными винтами 9 инструмента, то с одной стороны вкручивают транспедикулярные винты 9, а с другой стороны транспедикулярные винты этой системы. Устанавливают стержни 1, 2, соединенные осевым шарниром 5 в головки 10 транспедикулярных винтов 9, установленных с одной стороны от остистых отростков, в головки 10 вкручивают стопорные винты 12, стабилизируя положения стержней 1,2. Производят резекцию клина состоящего из тел смежных позвонков 14 и залегающего между ними межпозвонкового диска. Одномоментно удаляют клин, состоящий из части каудального отдела тела вышележащего и части краниального отдела нижележащего позвонков с частью расположенного между ними межпозвонкового диска. Таким образом, позвоночный столб 13 разделяется на две части 15 и 16 (фиг. 1, 2, 3) выше и ниже клина. В процессе удаления клина инструмент позволяет сохранить взаимное положение позвонков 14 и не нарушить структуры спинного мозга. Затем осуществляют коррекцию деформации позвоночного столба 13. По мере необходимости проводят рентгенографию для контроля смещения позвонков 14. Одну часть 15 позвоночника смещают относительно другой 16. При этом стержень 1 поворачивается относительно стержня 2 в осевом шарнире 5, и также стержни 1, 2 скользят вдоль головок 10 транспедикулярных винтов 9. Выполнение стержней 1 и 2 из углепластика обеспечивает более полный обзор позвоночника на рентгенограммах. Шероховатость поверхности 0,32 мм обеспечивает плавное скольжение стержней 1, 2 вдоль головок 10. Части 15 и 16 позвоночника изменяют угловое положение одна относительно другой, при этом не смещаются в поперечном направлении (вперед-назад и влево-вправо). При коррекции формы позвоночного столба 13 стержни 1 и 2 захватывают щипцами и передвигают их в нужном направлении. Добившись необходимого положения одной части 15 позвоночника относительно другой 16, удерживая их, затягивают ось-винт 8 осевого шарнира 5 и стопорные винты 12. Ось винт 8 стягивает две части вилки 6 и зажимает между ними ушко 7. В головки 10 свободных транспедикулярных винтов 9 устанавливают спинальный стержень 17 транспедикулярной системы фиксации и фиксируют его стопорными винтами 12. Для удобства управления положением стержней 1 и 2 с стороны свободного конца они могут быть выполнены с кольцевой проточкой, обеспечивающей установку зажима. Удаляют инструмент, откручивают стопорные винты 12 и вынимают стержни 1 и 2 из головок 10 транспедикулярных винтов 9. Если используется система Instinct™ Java компании Zimmer Spine, в головки 10 транспедикулярных винтов 9 вместо стержней 1 и 2 устанавливают первый спинальный стержень 17 (фиг. 3) и фиксируют его стопорными винтами 12. Если используется транспедикулярная система фиксации с транспедикулярными винтами, не совместимыми по размеру с транспедикулярными винтами 9 инструмента, то транспедикулярные винты 9 заменяют транспедикулярными винтами используемой системы транспедикулярной фиксации и фиксируют на них второй спинальный стержень 17. Таким образом, обеспечивается исправление деформации, достигается стабилизация позвоночного столба после коррекции. При этом снижается риск повреждения спинного мозга во время коррекции. Контролируют пульсацию и цвет дурального мешка. Операцию заканчивают послойно ушивая рану.
Промышленная применимость
Полезная модель может быть изготовлена на промышленных предприятиях с применением известного оборудования и материалов и применена в медицинских учреждениях при оперативной коррекции деформации позвоночного столба, для хирургического лечения повреждений и заболеваний позвоночника - кифоза, сколиоза.