Устройство для дозированной репозиции костных отломков

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к устройствам, применяемым в травматологии и ортопедии.
Скелетное вытяжение сохраняет свое значение и остается одним из атравматичных методов лечения переломов длинных трубчатых костей. Оно может быть как окончательным, так и предварительным (перед операцией остеосинтеза) методом лечения переломов. Преимуществом его является преодоление мышечной ретракции поврежденной конечности с обеспечением бескровной репозиции и удержания костных отломков в достигнутом положении. Регенерат при этом формируется в более ранние сроки из-за атравматично-стиметода и невмешательства в естественный процесс репаративногоостеогенеза.
Одним из главных приемов скелетного вытяжения является прием постепенной репозиции костных отломков возрастающими грузами. Величина груз апри этом зависит от смещения костных отломков, давности травмы, развитости мускулатуры и степени ее ретракции. Добавление груза производят по 0,5-1 кг в течение 2-4 дней до репозиции перелома - из-за того что быстрое отягощение мышц большим грузом усиливает их рефлекторное сокращение, тем самым препятствуя репозиции. В основу этого приема положены классические законы физиологии, в частности закон Вебера-Фехнера. Согласно данному закону, величина, на которую надо увеличить силу раздражителя, чтобы вызвать едва заметное усиление ощущения, не сопровождающееся рефлекторным сокращением мышц, составляет определенную часть исходной величины раздражителя. Для скелетной мышцы она равна 1/17 веса груза. Следовательно, величина прибавляемого груза должна быть меньше 1/17 части первоначального груза. С.Л. Трегубов (1927) предлагал даже «капельное вытяжение» - груз увеличивался каплями воды. По данным В.В. Ключевского и А.И. Зайцева (1975), у больных с переломами бедренной кости порог различения варьировал от 17 до 48%, а у больных с переломами костей голени - от 15 до 42%. Это объясняли травмой мышц и нервных стволов, а также адаптацией проприорецепторов поврежденной конечности к постоянно действующей силе вытяжения. Однако, в любом случае, очевидно, что увеличение силы вытяжения при репозиции перелома должно быть постепенным, в пределах 0,5 кг. С другой стороны, известно, что чем продолжительнее фаза репозиции, тем хуже условия для образования первичной костной мозоли, поэтому желательно хронологически уместиться в 2-3 суток.
Кроме того, большое значение имеет то, что в жесткой системе скелетного вытяжения сила, действующая на кость, всегда меньше величины используемого груза, поскольку она зависит от вида блока и подвески. Эти неизбежные потери силы вытяжения обусловлены силой трения. Наибольшая потеря силы вытяжения (до 60% от величины груза) отмечается в системах с роликовыми блоками и подвеской из хлопчатобумажного шнура, бинта или стального троса.
Аналоги
Сила вытяжения приближается к величине используемого груза в системах с шарикоподшипниковыми блоками и подвеской из капроновой лески: потери уменьшаются до 5% от величины груза. При попытке придать грузу равномерное движение вверх за счет трения в блоках и трения подвески о блок сила вытяжения увеличивается в 2-6 раз в системах с роликовыми блоками и на 5-17% - в системах с шарикоподшипниковыми блоками. Колебания силы вытяжения в системах с шарикоподшипниковыми блоками в большинстве случаев не превышают порога различения мышц поврежденной конечности. В системах с роликовыми блоками, как правило, они выше порога различения.
Отрицательной стороной скелетного вытяжения, кроме вынужденной гипокинезии поврежденной конечности и существенного снижения силы тяги за счет силы трения шнура на роликовых блоках, являются перепады силы тяги при движениях пациента. Поэтому, одной из разновидностей скелетного вытяжения является демпферирующее вытяжение, когда между скобой и блоком вставляется пружина, которая демпферирует (гасит) колебания силы вытяжения (Митюнин Н.К., Ключевский В.В., 1975). Достоинством метода, кроме устранения перепадов силы тяги, является отсутствие необходимости в противотяге, т.е. в поднятии ножного конца кровати. Последнее антифизиологично из-за затруднения венозного оттока от верхней половины тела и увеличения центрального венозного давления, поднятия диафрагмы и ограничения легочной вентиляции.
К демпферирующему вытяжению, по мнению Н. К. Митюнин а, кроме пружины, можно отнести использование капронового шнура, который за счет своей некоторой эластичности тоже смягчает перепады величины вытяжения.
Критика аналогов
Общим недостатком всех перечисленных аналогов является отсутствие объективной оценки величины грузов, непосредственно действующего на кость после потерь, обусловленных силой трения в блоках и силой трения подвески о блок. Так, эти потери могут превышать половину (до 60%) величины груза в системах с роликовыми блоками и подвеской из хлопчатобумажного шнура.
Применение систем с шарикоподшипниковыми блоками и подвеской из капроновой лески существенно уменьшают потери, связанные с силой трения. Однако они не входят в перечень стандартного оборудования для скелетного вытяжения, и поиск их сопряжен с дополнительными организационными проблемами и затратами. Кроме того, роликовые блоки не только проще, но и удобнее, а глубина их желоба, в отличие от шарикоподшипниковых блоков, исключает вероятность соскальзывания перекинутого через них шнура с грузом.
Использование капроновой лески для демпферирования скелетного вытяжения, как правило, недостаточно эффективно, поскольку эластичность лески несущественна.
Прототип
В качестве прототипа предлагаемого устройства приводим систему демпферируемого скелетного вытяжения (фиг. 1), в которой между скобой и блоком вставляется пружина, которая гасит колебания силы вытяжения. Пружина, находясь в растяжении, обеспечивает покой перелому и не вызывает болезненного рефлекторного сокращения мышцв покое и при движениях пациента в постели (Митюнин Н.К., Ключевский В.В., 1975). Достоинством метода, кроме того, является отсутствие необходимости противотяги, т.е. поднятия ножного конца кровати, что антифизиологично из-за затруднения венозного оттока от верхней половины тела и увеличения центрального венозного давления, поднятия диафрагмы и ограничения легочной вентиляции.
Критика прототипа
Недостатками прототипа являются следующие:
- необходимость поиска пружины для применения в системе вытяжения;
- отсутствие четких объективных критериев силы растяжения используемой пружины;
- отсутствие четких объективных критериев величины груза, непосредственно действующего на кость, то есть величины груза после потерь, обусловленных силой трения и нередко достигающих 60% от веса первоначального груза;
- необходимость закрепления пружины в системе вытяжения с остающейся опасностью срывания груза при неустойчивости этого закрепления, что, кроме резкой боли и стрессовой реакции пациента, чревато повреждением формирующейся костной мозолии вторичным смещением костных отломков.
Цель полезной модели - повышение эффективности лечения больных с переломами длинных костей конечностей скелетным вытяжением.
Сущность полезной модели.
Устройство для дозированной репозиции костных отломков состоит из скобы скелетного вытяжения, шнура, при этом  устройство  имеет пружинные весы и грузы, включающие провизорный груз, представленный пластиковой флягой с водой, шнур одним концом соединен с упомянутой флягой, а другим с пружинными весами, последние соединены с упомянутой скобой.
Для повышения эффективности лечения больных с переломами длинных костей конечностей скелетным вытяжением предлагается устройство для дозированной репозиции костных отломков, представляющее собой демпферированную систему скелетного вытяжения (фиг. 2), отличающееся тем, что оно состоит из пружинных весов (1) и грузов, включающих провизорный груз, представленный пластиковой флягой с водой (2). Пружинные весы устанавливают между скобой и роликом блока вытяжения, и поэтому они показывают величину груза, непосредственно действующую на кость, то есть величину груза после потерь, обусловленных силой трения на роликовых блоках. Пластиковая фляга (2) - это стандартная прозрачная пятилитровая емкость с водой, как правило, имеющаяся в продаже во всех продуктовых магазинах.
Применяют устройство следующим образом. После проведения спицы Киршнера и закрепления ее в скобе скелетного вытяжения, между скобой и шнуром устанавливают пружинные весы (фиг. 3), по шкале которых судят о величине груза, непосредственно передающейся на кость, то есть величине груза после потерь, обусловленных силой трения шнура на роликовых блоках. Например, вес свободно свисающего груза составляет 5 кг, а на шкале пружинных весов обозначается 4 кг, что свидетельствует о том, что потери за счет силы трения составляют 1 кг. При этом роль пружинных весов двоякая: как для контроля величины груза, так и для демпферирования системы скелетного вытяжения за счет пружины внутри весов. Причем, в отличие от простой пружины, исключается опасность срывания груза, поскольку закрепление весов к скобе вытяжения, с одной стороны, и шнуру с грузом, с другой, гораздо устойчивее из-за наличия на них металлического кольца и крючка (рис. 3).
Согласно закону Вебера-Фехнера, величина, на которую надо увеличить силу раздражителя, чтобы вызвать едва заметное усиление ощущения, не сопровождающееся рефлекторным сокращением мышц, должна составлять определенную часть исходной величины раздражителя. Поэтому, если величина окончательного груза составляет предположительно 8-9 кг, то начинать надо с веса, менее 1/3 этой величины (например, 2,5 кг), и в течение 1-2 суток постепенно довести до нужного веса. Поскольку стандартная пятилитровая пластиковая фляга (2), наполненная водой, имеет вес около 5 кг, первоначально ее заполняют на треть и в течение суток постепенно наполняют. Когда вес ее достигает 5 кг, ее заменяют на соответствующий груз (гирьки), весом 5 кг. Затем, опорожненную пластиковую флягу подвешивают к уже имеющемуся грузу и также постепенно доливают воду до нужной величины груза, отмечаемой на шкале пружинных весов. Рентгенологически верифицируют устранение смещения, а груз с пластикой флягой заменяют на равнозначный груз (фиг. 4), а именно - металлические гирьки (3).
Пример применения полезной модели
В качестве примера применения предлагаемого устройства приводим следующее наблюдение. Больной Т., 52 лет, поступил 22.01.17 г. в Республиканский ортопедотравматологический центр (РОТЦ) в г. Махачкале после бытовой травмы с диагнозом: Закрытый косо-спиральныйперелом средней трети большеберцовой кости и косой перелом верхней трети малоберцовой кости левой голени со смещением отломков. Под местной анестезией через пяточную кость провели спицу Киршнера и закрепили ее в натяжении в скобе скелетного вытяжения. К скобе присоединили пружинные весы, рассчитанные на максимальный вес в 10 кг, и подвязали к ним капроновый шнур. К этому шнуру через роликовые блоки подвесили наполненную на  водой пятилитровую флягу. Затем в течение суток доливали в нее воду по 200-300 мл, а когда флягу заполнили, заменили ее на равнозначный стандартный металлический груз в 5 кг. На шкале весов при этом отметилось 4,2 кг, что свидетельствовало о том, что потери за счет силы трения составили 0,8 кг. 3атем, пустую пластиковую флягу подвесили к уже имеющемуся грузу и также, доливая воду, довели величину груза до 7 кг. На шкале пружинных весов при этом отметилось 6,1 кг. Контрольная рентгенография подтвердила удовлетворительное положение костных отломков. Через 2 недели груз уменьшили до 6 кг. 15.02.17 г. после клинической пробы (безболезненное поднятие ноги больного без тяги скелетного вытяжения) и рентгенологического подтверждения признаков формирующейся костной мозоли, скелетное вытяжение снято и конечность переведена в циркулярную гипсовую повязку. Больной выписан на амбулаторное лечение. Результат лечения расценен нами как хороший.
Признаки полезной модели, отличительные от прототипа:
- простота изготовления и применения устройства, состоящего из пружинных весов и грузов, включающих провизорный груз, представленный пластиковой флягой с водой;
- применение в качестве демпфера не пружины, а пружинных весов;
- наличие четких объективных критериев силы растяжения используемой пружины в пружинных весах;
- наличие четких объективных критериев величины груза, непосредственно действующего на кость, то есть величины груза после потерь, обусловленных силой трения на роликовых блоках;
- отсутствие необходимости закрепления пружины в системе вытяжения, поскольку пружинные весы имеют металлическое кольцо и крючок для закрепления со скобой и с грузом;
- применение провизорного груза, представленного пластиковой флягой с водой.
Технический результат (преимущества перед прототипом) устройства для дозированной репозиции костных отломков скелетным вытяжением:
- многофункциональность устройства - с наличием визуального контроля за величиной груза и демпферированием скелетного вытяжения;
- наличие визуального контроля за величиной груза и четких объективных критериев силы растяжения используемой пружины в пружинных весах;
- более объективные показатели величины груза, непосредственно передающегося на поврежденную конечность - с учетом потерь за счет силы сопротивления шнура на роликовых блоках;
- дозированность и постепенность увеличения груза, что в сочетании с демпферированием вытяжения обеспечивает более «мягкое» и относительно быстрое сопоставление костных отломков, а, значит, и более высокую эффективность скелетного вытяжения.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет существенно повысить качество и эффективностьскелетного вытяжения при лечении переломов длинных костей конечностей.