НАПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ДВОЙНОЙ УКОРАЧИВАЮЩЕЙ ОСТЕОТОМИИ

Область техники.
Полезная модель относится к области медицины, а именно медицинскому инструментарию, применяемому в травматологии и ортопедии, для направления полотна пилы при выполнении остеотомии, и может быть использована при реконструктивных ортопедических операциях для выполнения двойной укорачивающей остеотомии трубчатой кости.
Известны различные устройства, позволяющие выполнять поперечную, косую, шевронную и другие виды остеотомий, как правило, известные устройства предназначены для выполнения остеотомий на определенном сегменте. Например, известно устройство для V-образной субтроантерической остеотомии в сочетании с полным эндопротезированием тазобедренного сустава (источник [1]: Новое устройство для V-образной субтроантерической остеотомии в сочетании с полной эндопротезированием тазобедренного сустава. /Т. Хотокебучи [и др.] // Журнал Артропластика. 2006 январь, 21 (1): стр. 135-137. (A new device for a V-shaped subtrochanteric osteotomy combined with total hip arthroplasty /Т. Hotokebuchi [et al.] // J. Arthroplasty. - 2006. - Vol. 21. P. 13 5-137.)). Устройство состоит из двух частей: бедренного направителя пилы (направляющая часть) и оригинального рашпиля (опорная часть), вводимого в канал бедренной кости. Направитель пилы содержит корпус и рукоять. Корпус направителя содержит два ряда пазов, симметрично расположенных относительно его продольной оси и под углом друг к другу, выполненных в форме пропилов (щелей) от боковой поверхности корпуса к его середине. По средней линии корпуса направителя пилы и рашпиля выполнены отверстия, расположенные с интервалом в 5 мм, предназначенные для введения спиц (пинов). Рашпиль выполняет функцию опорной части. Ряд отверстий рашпиля должны быть совмещены с рядом отверстий направителя пилы. Посредством спиц, проведенных через два кортикальных слоя, корпус соединяют с рашпилем, и устройство фиксируют относительно бедренной кости. Пила вводится в пазы направителя для выполнения остеотомии. Пропилы выполняются под углом друг к другу и с установленным интервалом (5 мм). Позволяет выполнить фигурную резекцию фрагмента бедренной кости.
Однако, данное устройство [1] имеет ряд недостатков. Одним из них является необходимость дважды устанавливать корпус направителя на бедренной кости для выполнения проксимальной и дистальной остеотомий. После выполнения опилов и удаления устройства, требуется завершение остеотомии путем устранения оставшихся костных перемычек долотом или пилой, что также увеличивает время операции. Отверстия и пазы, расположенные с интервалом 5 мм не позволяют точно варьировать величину иссекаемого фрагмента, изменение расстояния между положением пилы происходит дискретно. Пазы расположены под углом друг к другу, поэтому форма кости после выполнения остеотомии не позволяет выполнить ротацию одного фрагмента кости относительно другого после выполнения первичной остеотомий.
Известно устройство для конической остеотомии шейки бедра (источник [2]: патент RU 2189791. Опубл. 27.09.2002 г.), содержащее корпус с костными стержнями, корпус выполнен в виде изогнутой пластины с крышкой, между которыми с возможностью вращения установлена втулка с кольцевым выступом, имеющая центральное отверстие для надевания на выступающий конец направляющей спицы и боковое отверстие, ориентированное под углом к оси вращения втулки и выполненное для ввода цилиндрической фрезы. Однако конструкция устройства [2] не позволяет осуществить укорачивающую остеотомию бедренной кости.
Известно направляющее устройство для остеотомии (источник [3]: патент SU 1505528. Опубл. 07.09.1989 г.), содержащий фиксирующий элемент (опорная часть) выполненный в виде накладки с отверстиями под винты и закрепленным на ней корпусом со шкалой, причем ось щелевидного направителя (направляющая часть) расположена в корпусе перпендикулярно оси накладки и связана с направителем посредством пары кронштейнов и двух пар штанг фиксируемых во взаимно перпендикулярных плоскостях
Устройство [3] предназначено только для выполнения чрезвертельной ротационной остеотомии бедренной кости, не позволяет осуществить укорачивающую остеотомию бедренной кости, не позволяют варьировать величину иссекаемого фрагмента.
Известно направляющее устройство для остеотомии (источник [4]: патентная заявка RU 2014145382. Опубл. 10.06.2016)., включающее корпус со шкалой, фиксирующий элемент и направитель. Фиксирующий элемент (опорная часть) выполнен в виде двух пар установленных на противоположных торцах корпуса изогнутых захватов, соединенных между собой посредством цилиндрического стержня с резьбой и установленного на стержне между захватами винта, а направитель пилы выполнен в виде подвижно установленных на корпусе, по меньшей мере, двух щелевых направителей (направляющая часть) с отверстиями и щелевой прорезью
Однако, в устройстве [4] фиксирующий элемент (опорная часть) выполнен в виде двух пар установленных на противоположных торцах корпуса изогнутых захватов. Для фиксации данного устройства [4] требуется широкая мобилизация бедренной кости для установки захватов, что неизбежно увеличивает травматичность операции. Устройство не позволяют задавать и варьировать величину иссекаемого фрагмента.
Известен направитель для остеотомии (источник [5]: патент RU 116337. Опубл.: 27.05.2012), содержащий корпус (направляющая часть) и пластинчатую накладку с упором (опорная часть) и отверстием на крепежном конце. Корпус на одном из торцов снабжен резьбовой ножкой с гайкой и поперечными сквозными пазами, выполненными под разным углом к его продольной оси, а крепежный конец накладки - прямоугольной выемкой под рукоятку, имеющую на крепежном конце отверстие, при этом пазы корпуса ориентированы на рабочий конец накладки, установленной вместе с рукояткой на резьбовой ножке корпуса.
Известен направитель пилы для остеотомии (источник [6]: патент RU 159058. Опубл.: 27.01.2016). Направитель для остеотомии содержит корпус, пластинчатую накладку, угловой кронштейн, стопорные винты с гайками, ранорасширитель. Корпус снабжен сквозным пазом, для установки полотна пилы (направляющая часть), и центральным осевым отверстием для установки стопорного винта. Пластинчатая накладка (опорная часть) содержит крепежную часть с упором и отверстием, рабочий конец, рукоятку. Угловой кронштейн выполнен в форме пластины изогнутой под прямым углом, содержит на концах дугообразные пазы. При этом корпус установлен на одном конце углового кронштейна, таким образом, что стопорный винт размещен в центральном осевом отверстий корпуса и дугообразном пазу углового кронштейна и зафиксирован гайкой. Угловой кронштейн установлен концом на крепежной части пластинчатой накладки, контактирует с упором, и зафиксирован стопорным винтом размещенном в отверстии пластинчатой накладки и дугообразном пазу углового кронштейна.
Однако данные устройства [5; 6] предназначены для выполнения клиновидной резекции участков костей, пазы направляющей части выполнены под углом к рабочему концу накладки. Устройство не предусматривает непосредственную фиксацию к кости, опорная часть не закрепляется к кости, а удерживается рукой за рукоятку. Устройства не позволяют осуществить двойную укорачивающую остеотомию бедренной кости, за одну установку устройства, не позволяют задавать и варьировать длину иссекаемого костного фрагмента.
Известно устройство для остеотомии (источник [7]: патент RU 179187. Опубл.: 03.05.2018). Устройство включает в себя опорную часть, соединенную с направителем (направляющая часть), имеющим щелевую прорезь для проведения через нее режущего элемента. Опорная часть выполнена в виде вертикально вытянутой пластины дугообразно изогнутой в поперечном сечении с равномерно расположенными вдоль ее продольной оси сквозными отверстиями для фиксирования положения устройства относительно кости. Направитель соединен с пластиной с одной из ее торцевых сторон посредством шарнира со стопорным винтом с возможностью расположения направителя и его фиксации под заранее определенным при предоперационном планировании углом выполнения линии рассечения костного сегмента. Упрощенная конструкция устройства позволяет выполнить как простую поперечную или косую остеотомию, так и осуществить резекцию костного сегмента с обеспечением последующего параллельного сближения костных концов, соединяемых в одной оси.
Данное устройство [7] опорной частью устанавливается на кость инвазивно, послойно осуществляют хирургический доступ к костным структурам, опорную часть, плотно прижимают к кости. Такая конструкция увеличивает травматичность операции. При этом для выполнения укорачивающей остеотомии необходимо переставлять устройство на новое место. Устройство не позволяют заранее устанавливать и варьировать величину иссекаемого костного фрагмента.
Таким образом, существующие устройства не позволяют осуществить двойную укорачивающую поперечную остеотомию бедра малоинвазивно (т.е. без разреза мягких тканей для установки устройства), за одну установку устройства (т.е. без необходимости переустанавливать устройство для выполнения второго сечения кости), при этом обеспечив необходимое расстояние между линиями остеотомии (т.е. возможность заранее контролируемо задавать требуемую длину иссекаемого фрагмента кости).
Сущность технического решения.
Задачей настоящей полезной модели является разработка устройства позволяющего выполнять, с использованием пилы, корригирующую остеотомию трубчатой кости на двух уровнях (двойная укорачивающая остеотомия), получив конгруэнтные опилы фрагментов кости и удалив фрагмент требуемой длины.
Технический результат проявляется при использовании устройства и заключается в уменьшении сложности и продолжительности оперативного вмешательства. Указанный общий технический результат является следствием следующих частных технических результатов: устройство может быть установлено малоинвазивно, устройство обеспечивает возможность позиционировать полотно пилы в заданном месте, устройство позволяет выполнить сечение кости в двух местах на заданном расстоянии, устройство позволяет установить и регулировать длину фрагмент кости подлежащего иссечению, устройство позволяет получить конгруэнтные поверхности оставшихся фрагментов кости, что улучшает условия для последующей консолидации фрагментов кости.
Поставленная задача решается тем, что направляющее устройство для выполнения двойной укорачивающей остеотомии, содержит опорную часть и направляющую часть. Отличается тем, что опорная часть содержит несущую планку с резьбовым стержнем, расположенным посередине и выступающим вниз от поверхности планки. На резьбовом стержне, с возможностью снятия, установлены костные фиксаторы, предназначенные для введения в кость через проколы мягких тканей. Направляющая часть содержит щелевые направители пилы, размещенные на двух параллельных направляющих стержнях, выступающих вверх от поверхности несущей планки. Концы направляющих стержней закреплены на свободных концах несущей планки. Щелевые направители пилы установлены с возможностью изменения расстояния между ними, путем продольного перемещения вдоль направляющих стержней. Щелевые направители пилы выполнены в виде пластин установленных параллельно другу к другу с зазором, предназначенным для введения полотна пилы.
Указанная сущность обеспечивает заявленный технический результат, проявляющийся при использовании устройства - уменьшении сложности и продолжительности оперативного вмешательства, а также уменьшении объема интраоперационной кровопотери.
Устройство может быть установлено малоинвазивно, так как фиксация осуществляется костными фиксаторами, которые вводят в кость малоинвазивно через проколы мягких тканей. Устройство обеспечивает возможность позиционировать полотно пилы в заданном месте, так как щелевые направители пилы, установлены с возможностью продольного перемещения вдоль направляющих стержней. Устройство позволяет выполнить сечение кости в двух местах на заданном расстоянии, так как содержит как минимум два щелевых направителя пилы, которые установлены с возможностью изменения взаимного положения, расстояния между щелевыми зазорами, предназначенными для введения полотна пилы. Устройство позволяет установить и регулировать длину фрагмент кости подлежащего иссечению, путем перемещения щелевых направителей пилы вдоль направляющих стержней. Устройство позволяет получить конгруэнтные поверхности оставшихся фрагментов кости, за счет того что пластины щелевых направителей установлены параллельно, форма поверхности реза кости на двух фрагментах получается одинаковой.
При этом предусмотрено, несущая планка может быть выполнена радиусной формы, в виде сектора плоского кольца или из собрана из двух частей в радиусной формы. Резьбовой стержень установлен в отверстии на несущей планке и зафиксирован гайками. Направляющие стержни установлены в отверстиях на несущей планке и зафиксированы гайками. Предпочтительно костные фиксаторы выполнены в форме спиц (диаметром от 1,5 до 2 мм) или в форме стержней-шурупов диаметром от 2 до 4 мм. Предполагается, что костные фиксаторы на резьбовом стержне зафиксированы крепежными элементами, выполненными в виде двух прижимных шайб, одна из которых оснащена поперечным пазом, предназначенным для размещения костного фиксатора, зажатых на резьбовом стержне двумя гайками. Щелевых направителя пилы установлены с возможность перемещения вдоль направляющих стержней, и могут перемещаться посредствам вращения гаек, установленных на направляющих стержнях, выполненных резьбовыми. Щелевой направитель пилы может содержать две, три пластины, установленные параллельно другу к другу с зазором, предназначенным для введения полотна пилы. Предпочтительно между пластинами расположены шайбы по толщине соответствующие ширине зазора.
Техническое решение поясняется следующими графическими материалами:
Фиг. 1- схема, направляющее устройство, общий вид;
Фиг. 2- схема, направляющее устройство (резьбовой стержень 4 и направляющие стержни 8 закреплены на несущей планке 3 гайками 14), общий вид;
Фиг.3- схема, направляющее устройство (костные фиксаторы 5 выполнены в виде стержней-шурупов 15), общий вид;
Фиг. 4- схема, направляющее устройство (направляющий стержень 8 оснащен шкалой 16), общий вид;
Фиг. 5- схема, направляющее устройство (содержит два щелевых направителя 7, один из которых содержит три пластины 11 и два зазора 12 для размещения полотна пилы 13), общий вид;
Фиг. 6- схема, направляющее устройство (крайний щелевой направителя 7 неподвижно закреплен на направляющих стержнях 8), общий вид;
Фиг. 7- фотография, направляющее устройство (опытный образец, собран из деталей, входящих в комплект деталей аппарата Илизарова, содержит два щелевых направителя 7, один из которых содержит три пластины 11 и два зазора 12 для размещения полотна пилы 13), вид спереди;
Фиг. 8- фотография, направляющее устройство (опытный образец, собран из деталей, входящих в комплект деталей аппарата Илизарова, видно, что несущая планка 3 состоит из двух радиусных планок), вид сбоку.
Осуществление полезной модели.
Направляющее устройство для выполнения двойной укорачивающей остеотомии, содержит опорную часть 1 (фиг. с 1 по 8) и направляющую часть 2 (фиг. с 1 по 8). Опорная часть 1 содержит несущую планку 3 (фиг.с 1 по 8) с резьбовым стержнем 4 (фиг. с 1 по 8). Резьбовой стержень 4 расположен посередине (по центру) несущей планки 3 и выступает вниз (направление «вниз»/ «вверх», по тексту используется для упрощения понимания, там, где указано обозначение «вниз», предполагает направленность в одну сторону, там, где указано «вверх» предполагает направленность в противоположную (обратную) сторону) от поверхности несущей планки 3. На резьбовом стержне 4, с возможностью снятия, установлены два костных фиксатора 5 (фиг. 1; 2; 4; 5; 6; 7; 8). Костные фиксаторы 5 предназначены для введения в кость 6 (фиг. с 1 по 8) через проколы мягких тканей. Направляющая часть 2 содержит щелевые направители пилы 7 (фиг. с 1 по 8), размещенные на двух параллельных направляющих стержнях 8 (фиг. с 1 по 8), выступающих вверх от поверхности несущей планки 3. Концы 9 (фиг. с 1 по 8) направляющих стержней 8 закреплены на свободных концах 10 (фиг. с 1 по 8) несущей планки 3. Щелевые направители пилы 7 установлены с возможностью изменения расстояния между ними, путем продольного перемещения вдоль направляющих стержней 8. Щелевые направители пилы 7 выполнены в виде пластин 11 (фиг. с 1 по 8), установленных параллельно другу к другу с зазором 12 (фиг. с 1 по 8), предназначенным для введения полотна пилы 13 (фиг. 1; 2; 3; 4; 5; 6). Щелевые направители 7 закреплены на направляющих стержнях 8 с помощью гаек 14 (фиг. с 1 по 8), и при вращении гаек 14 могут перемещаться вдоль них. При этом крайний щелевой направитель 7 может быть закреплен неподвижно на несущих стержнях 8, так как для изменения расстояния между щелевыми направителями 7 достаточно обеспечить возможность смещения вдоль направляющих стержней 8, одного щелевого направителя 7, например как это показано на фиг. 6, расположенного ближе к несущей планке 3. Резьбовой стрежень 4 и направляющие стержни 8 могут быть жестко закреплены на несущей планке 3, как это показано на фиг. 1; 3, либо резьбовой стрежень 4 и направляющие стержни 8 могут быть закреплены на несущей планке 3 посредством гаек 14шайшайб с возможностью снятия, как это показано на (фиг. 2; 4; 5; 6; 7; 8). В качестве костных фиксаторов 5 предназначенных для введения в кость 6 через проколы мягких тканей, могут быть применены спицы, как показано на фиг. 1; 2; 4; 5; 6; 7; 8 либо стержни-шурупы 15, как показано на фиг. 3. Направляющий стержень 8, как показано на фиг. 4; 5; 6 может быть оснащен шкалой 16, с заданным интервалом между штрихами, для измерения и визуального контроля расстояния между щелевыми направителями пилы 7. Несущая планка 3 может быть выполнена радиусной формы, в виде сектора плоского кольца, как на фиг. 1; 2; 3; 4; 5; 6, либо несущая планка 3 может собрана из двух частей в радиусной формы, как показано на фиг. 7; 8. На несущей планке 3 могут быть выполнены отверстия 17 (фиг. 4; 5; 6; 7; 8), для крепления резьбового стержня 4, направляющих стержней 8, гайками 14, а также облегчающие конструкцию. Направляющие стержни 8 могут быть установлены в отверстиях на несущей планке 3 и зафиксированы гайками 14, или жестко закреплены на несущей планке 3. Щелевые направители пилы 7 установлены с возможность перемещения вдоль направляющих стержней 8, посредствам вращения гаек 14, установленных на направляющих стержнях 8, выполненных резьбовыми. Однако механизм смещения щелевого направителя 7 вдоль направляющих стержней 8 может быть выполнен иным образом (на схемах не показано), например направляющие стержни 8 могут быть выполнены гладкими, а фиксации щелевого направителя 7 на них может быть осуществлена путем создания дополнительного трения, например, если вместо гаек 14 использовать втулку с винтом (не показаны на схемах), при затяжке винта втулка стопорится на направляющем стержне и препятствует перемещению щелевого направителя 7. Количество зазоров 12 для полотна пилы 13 в каждом щелевом направителе 7 также может 1,2 или 3 что зависит от количества пластин 11. Например, на фиг. 5; 7; 8, щелевой направитель 7 расположенный ближе к несущей планке 3, содержит три пластины, установленные параллельно другу к другу с зазором 12, предназначенным для введения полотна пилы 13, между пластинами 11 расположены шайбы (не обозначены на схемах) по толщине соответствующие ширине зазора 12. Изменяя толщину шайб, можно регулировать ширину зазора 12. На представленных графических материалах (фиг. с 1 по 8), костные фиксаторы 5 на резьбовом стержне 4 зафиксированы крепежными элементами 18, выполненными в виде двух прижимных шайб (не обозначены на схемах), одна из которых оснащена поперечным пазом, предназначенным для размещения костного фиксатора 5, зажатых на резьбовом стержне 4 двумя гайками 14. На фиг. 7; 8 представлены фотографии, направляющего устройства, собранного из деталей, входящих в комплект деталей аппарата Илизарова. Устройство содержит два щелевых направителя 7, один из которых содержит три пластины 11 и два зазора 12 для размещения полотна пилы 13. Несущая планка 3 состоит из двух радиусных планок с отверстиями, где концы радиусных планок соединены между собой резьбовым стержнем 4 и гайками 14. Количество костных фиксаторов 5 и соответствующих им крепежных элементов 18, показано по 2 штуки, однако можно использовать и большее количество, например три костных фиксатора 5 и три крепежных элемента 18. Дополнительные зазоры 12 в щелевом направителе 7, состоящем из трех пластин 11, могут быть использованы в ходе выполнения остеотомии для укорочения дистального костного фрагмента, в случае если такая необходимость появится в ходе операции. Использование полезной модели.
Осуществляют предоперационное планирование, в процессе которого выбирают по рентгенограммам оптимальный уровень укорачивающей остеотомии, определяют продольную величину (длину) иссекаемого костного фрагмента. Выставляют взаимное положение щелевых направителей 7, для этого вращают гайки 14 на направляющих стрежнях 8, перемещая щелевой направитель 7 вдоль направляющих стержней 8 в одну или другую сторону, в зависимости от того какое расстояние должно быть между линиями остеотомии. Расстояние между зазорами 12 двух щелевых направителей 7 соответствует длине иссекаемого костного фрагмента. Устройство стерилизуют. В операционной, в соответствии с предоперационным планированием, ориентируют заранее подготовленное устройство параллельно кости и закрепляют его на ней. Для фиксации к кости используют костные фиксаторы 5, их вводят в кость и затем соединяют с резьбовым стержнем 4 крепежными элементами 18. Для выполнения двойной остеотомии бедренной кости полотно пилы 13 размещают в зазор 12 одного щелевого направителя 7 и осуществляют распил кости 6, затем полотно пилы 13 размещают в зазор 12 другого щелевого направителя 7 и осуществляют распил кости 6. В результате образуется костный фрагмент, который удаляют. Плоскости остеотомии параллельны друг другу, т.е. оставшиеся костные фрагменты легко сопоставляются. Размер иссекаемого фрагмента при укорачивающей остеотомии соответствует предоперационному планированию. При необходимости, в процессе выполнения остеотомии, возможно изменение расстояния между уровнями остеотомии в операционной, уже после фиксации устройства к кости. Для увеличения или уменьшения расстояния между уровнями остеотомии выполняют продольное смещение одного щелевого направителя 7 относительно другого щелевого направителя 7 посредством вращения гаек 14 по направляющим стержням 8. Устройство позволяет выполнять, с использованием пилы, корригирующую остеотомию трубчатой кости на двух уровнях (двойная укорачивающая остеотомия), получив конгруэнтные опилы кости и удалив костный фрагмент требуемой длины. При использовании устройства, в сравнении с аналогами, уменьшается сложность и продолжительности оперативного вмешательства. Устройство фиксируется на двух костных фиксаторах 5, малоинвазивно, и обеспечивает возможность позиционировать полотно пилы 13 в заданном месте на кости 6. Размер иссекаемого костного фрагмента устанавливается заранее, что исключает дополнительные манипуляции в операционной.
Устройство позволяет выполнить сечение кости 6 в двух местах на заранее заданную величину, без переустановки устройства. Также уменьшается объем интраоперационной кровопотери, получаются параллельные конгруэнтные поверхности костных фрагментов, что способствует лучшей консолидации костных фрагментов.
Предложенное устройство реализовано авторами, выполнен опытный образец, который применяется в Центре Илизарова, г. Курган, при осуществлении двойной укорачивающей остеотомии бедра.