СПОСОБ ВЕРТЕБРОПЛАСТИКИ
VERTEBROPLASTY TECHNIQUE

Изобретение относится к медицине, а именно к нейрохирургии и травматологии, и предназначено для оперативного лечения переломов тел позвонков посредством чрескожной вертебропластики больных с травматическим или дегенеративно-дистрофическими заболеваниями (патологический перелом на фоне остеопороза), а также опухолевыми процессами.
Уровень техники
Известно, что общепринятые методы хирургического лечения (транспедикулярная фиксация) неосложненных переломов тел позвонков в связи с их травматичностью и удовлетворительным соматическим статусом пациента нецелесообразны, а пострадавшим старшего и старческого возраста с сопутствующими заболеваниями противопоказаны. В настоящее время для обеспечения стабилизации и консолидации поврежденных позвонков этим больным производится малоинвазивный метод хирургического лечения - вертебропластика.
Метод является эффективным, но при использовании костного цемента в больших дозах могут встречаться осложнения в виде вытекания его за пределы тела позвонка, в том числе и в полость позвоночного канала, что приводит к сдавлению спинного мозга и спинномозговых нервов. В то же время эффективность вертебропластики обуславливается достаточным количеством цемента, вводимого в тело поврежденного позвонка.
Известен способ вертебропластики тела позвонка с компрессионными переломами путем введения через пункционную иглу под контролем электронно-оптического преобразователя в тело позвонка вводят цементирующее вещество низкой вязкости 1/2-1/4 объема полости, затем остеогенную субстанцию до заполнения полости и через несколько минут вводят 0,5-1,0 мл цемента повышенной вязкости в качестве пробки (патент РФ № 2324447, кл. А61В 17/56, опубл. 20.05.2008 г.).
Известен способ перкутанной вертебропластики при травмах и заболеваниях позвоночника, состоящий во введении через одну и ту же пункционную иглу последовательно связующего вещества в пораженный позвонок, вводят клеевую композицию для тромбирования сосудов 1,0-2,0 мл, а затем - костный цемент 3,0-5,0 мл (патент РФ №2432137, кл. А61В 17/56, опубл. 27.10.2011 г.).
Недостатками этих способов являются субъективная и низкая точность определения объема вводимого костного цемента в тело поврежденного позвонка, а также при избыточном введении цементирующей композиции возможность развития осложнений в виде истечения последней экстра-интравертебрально с развитием соответствующих неврологических симптомов.
Наиболее близким техническим решением (прототип) является способ вертебропластики (патент РФ №2432910, кл. А61В 17/56, опубл. 10.11.2011 г.). При предоперационном планировании регистрируют высоту и площадь сторон фрагментов поврежденного тела позвонка, затем определяют объем каждого фрагмента по формуле:
<mrow><mi>V</mi><mo>=</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>S</mi><mn>2</mn></msub><mo>+</mo><msqrt><mrow><msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub><mo>⋅</mo><msub><mi>S</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msqrt></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>⋅</mo><mfrac><mi>H</mi><mn>3</mn></mfrac></mrow>
,
где V - объем фрагмента поврежденного тела позвонка; S1 - площадь стороны фрагмента поврежденного тела позвонка, которая обращена вентрально; S2 - площадь стороны фрагмента поврежденного тела позвонка, которая обращена дорзально; Н - высота фрагмента поврежденного тела позвонка. После чего под контролем через основания ножек тела позвонка пункционные иглы подводят к середине каждого фрагмента поврежденного тела позвонка и вводят костный цемент в объеме, равном объему каждого фрагмента.
1
2
Недостатками прототипа являются его неточность вследствие расчета объема вводимого цемента по деформированному, отличающемуся от нормального, позвонку и его фрагментам, что приводит к возможности недостаточного или избыточного по объему введения костного цемента, так как объем цемента считают равным объему каждого из фрагментов, в то время как деформация не обязательно возникает на / часть позвонка или фрагмента; ограниченность его применения, а также общие противопоказания к проведению вертебропластики при оскольчатых переломах тела позвонка вследствие невозможности удержания костного цемента с наличием большого риска его вытекания за пределы тела поврежденного позвонка.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности определения объема вводимого костного цемента в поврежденный позвонок.
в
н
k
1
2
1
2
Поставленный технический результат достигается за счет того, что в способе вертебропластики, состоящем в том, что до операции получают изображение компрессионного позвонка, выше и ниже расположенных позвонков, вычисляют объем вводимого цемента, транспедикулярно устанавливают под контролем иглу в тело поврежденного позвонка и вводят рассчитанный до операции объем цемента, после чего ожидают отверждения цемента, до операции измеряют по полученному изображению по переднему контуру позвонков в сагиттальной плоскости высоту тела позвонка, расположенного выше компрессионного позвонка, h, высоту тела позвонка, расположенного ниже компрессионного позвонка, h, высоту тела компрессионного позвонка h, а также длину разрушенного участка компрессионного позвонка m, размеры компрессионного позвонка d и d в средней его части измеряют в аксиальной плоскости с учетом того, что тело позвонка имеет форму эллиптического цилиндра, где d - его большая полуось, a d - малая, вычисление объема цемента осуществляют по формуле
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется чертежами (фиг. 1-5), где на фиг. 1 показано упрощенное изображение тела деформированного позвонка, на фиг. 2 - боковая рентгенограмма компрессионного перелома тела Th7 позвонка, на фиг. 3 - изображение спиральной компьютерной томограммы тела Th7 в аксиальной плоскости, на фиг. 4 - изображение спиральной томограммы в сагиттальной плоскости с указанием применяемых обозначений, на фиг. 5 - рентгеновский снимок по результатам проведенной операции.
Раскрытие изобретения
a
в
н
k
На фиг. 1 обозначены: ось Y и X, расположены в аксиальной плоскости, ось Z, расположена в сагиттальной плоскости, полуоси  и b в аксиальной плоскости, высота разрушенного участка позвонка (высота утраченной части позвонка) h, m - длина разрушенного участка компрессионного перелома. На фиг. 4 обозначены h, h - высоты тела позвонка, измеренные по переднему контуру позвонков в сагиттальной плоскости, расположенных выше и ниже компрессионного позвонка соответственно, h - высота тела компрессионного позвонка в сагиттальной плоскости, измеренная по переднему контуру тела позвонка до места дефекта.
1
2
1
2
а
С достаточной степенью точности для данного технического решения можно принять, что тело позвонка имеет форму эллиптического цилиндра. Большая ось эллиптического цилиндра равна d, малая - d, а полуоси соответственно =d/2 и b=d/2. Плоскость границы разрушенного участка позвонка пересекает верхнюю грань позвонка по прямой, параллельной оси X, m - длина разрушенного участка компрессионного позвонка (перелома) по оси координат Y.
Объем разрушенной части (в математической терминологии - эллиптического «копыта») может быть найден с помощью тройного интеграла
<mrow><mi>V</mi><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><mrow><munder><mo>∭</mo><mi>V</mi></munder><mrow><mi>d</mi><mi>ν</mi></mrow></mrow></mstyle></mrow>
Переходя к трехкратному интегралу, имеем
,
а с учетом того, что эллиптическое «копыто» симметрично относительно плоскости YOZ, интеграл принимает вид
.
Выполняя интегрирование, получим
1
2
Можно записать полученную формулу в более компактном виде и выразить объем через непосредственно измеряемые величины d и d
<mrow><mi>V</mi><mo>=</mo><mfrac><mi>h</mi><mrow><mn>24</mn><mi>m</mi></mrow></mfrac><msubsup><mi>d</mi><mn>1</mn><mn>2</mn></msubsup><msub><mi>d</mi><mn>2</mn></msub><mrow><mo>{</mo><mrow><mn>2</mn><msup><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo>−</mo><msup><mi>k</mi><mn>2</mn></msup><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mrow><mn>3</mn><mo>/</mo><mn>2</mn></mrow></msup><mo>+</mo><mn>3</mn><mi>k</mi><mrow><mo>[</mo><mrow><mi>k</mi><msup><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo>−</mo><msup><mi>k</mi><mn>2</mn></msup><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mrow><mn>1</mn><mo>/</mo><mn>2</mn></mrow></msup><mo>−</mo><mi>arccos</mi><mi>k</mi></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mo>}</mo></mrow></mrow>
,
<mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>d</mi><mn>1</mn></msub><mo>−</mo><mn>2</mn><mi>m</mi></mrow><mrow><msub><mi>d</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac></mrow>
,
в
н
к
где h=(h+h)/2-h)
в
н
k
h, h - высоты тела позвонка, измеренные по переднему контуру позвонков в сагиттальной плоскости, расположенных выше и ниже компрессионного позвонка, h - высота тела компрессионного позвонка в сагиттальной плоскости, измеренная по переднему контуру тела позвонка.
Осуществление изобретения
Изобретение реализуется следующим образом.
Пациента с переломом позвонка, например в грудном отделе, укладывают на живот. При этом руки пациента располагают вдоль туловища. После укладки больного осуществляют предоперационную разметку с учетом наличия на уровне поражения отличительных его признаков и анатомических особенностей позвоночного столба. Под местной анестезией длинной иглой (10-15 см) с мандреном со скошенным концом под углом 45° диаметром 8-13G пунктируют тело позвонка транспедикулярным доступом с одной или обеих сторон (по показаниям в зависимости от характера повреждения), при этом игла должна находиться в пределах «овала» корня дуги. С помощью электронно-оптического преобразователя (ЭОП) рентгенохирургических мобильных операционных аппаратов производят рентгенологический контроль. Иглу погружают в тело позвонка до уровня передней трети. До введения в позвонок композитной смеси проводят веноспондилографию с омнипаком (3-5 мл). В специальной системе набора для вертебропластики смешивают костный цемент и растворитель. При этом добавляют танталовую пыль и/или сульфат бария для придания костному цементу рентгенконтрастности. Нагнетают в поврежденный позвонок смесь в объеме, рассчитанном до операции. После введения цемента иглу удаляют. Через 20 минут, после наступления полимеризации, больного транспортируют в палату.
Приводим пример - выписку из истории болезни.
Пациент Ч., 59 лет, история болезни №1114, находился на лечении в нейрохирургическом отделении Федерального бюджетного государственного учреждения Управления делами Президента РФ «Клиническая больница №1» с 01.02.2013 года по 11.02.2013 года с диагнозом: закрытый неосложненный компрессионный перелом тела Th7 позвонка.
Жалобы при поступлении: умеренная болезненность в грудном отделе позвоночника при кашле, в вертикальном положении.
Анамнез заболевания: 06.01.13 около 11 утра перевернулся на автомобиле, водитель. Никаких ощущений не почувствовал. Однако, выбежав из автомобиля, поскользнулся и упал, ударился спиной, сразу почувствовал боль в спине (грудном отделе). Вызвал бригаду скорой медицинской помощи, выполнен обезболивающий укол (с положительным эффектом). Вечером дома боль усиливалась. В таком состоянии пробыл дома до утра (принимал обезболивающие таблетки). Утром бригадой скорой медицинской помощи доставлен в ФГБУ УДП КБ№1. Соматический статус и неврологический осмотр при поступлении патологии не выявили. Местно: болезненность при постукивании по остистым отросткам Th5-Th8 позвонков, поясничный лордоз сглажен, гипертонус паравертебральных мышц спины. На рентгенограммах грудного отдела позвоночника определяется компрессионный перелом тела Th7 позвонка (фиг.2). Согласно заявляемому способу выполнена компьютерная томография грудного отдела позвоночника в аксиальной и сагиттальной плоскостях, по которым выполнены измерения тел позвонков (фиг.3, 4):
1
d=2a=3,8 см, a=1,9 см,
2
d=2b=2,85 см, b=1,425 см,
в
н
к
h=2,4 см, h=2,7 см, h=1,62 см, m=2,35 см,
h=(2,4 см + 2,7 см)/2-1,62 см = 0,93 см,
k=(3,8 см - 4,7 см)/3,8 см = -0,237,
2
2
k=[(3,8 см - 4,7 см)/3,8 см = 0,056.
Произведен дооперационный расчет необходимого количества вводимого цементирующего материала по формуле:
<mrow><mi>V</mi><mo>=</mo><mfrac><mi>h</mi><mrow><mn>24</mn><mi>m</mi></mrow></mfrac><msubsup><mi>d</mi><mn>1</mn><mn>2</mn></msubsup><msub><mi>d</mi><mn>2</mn></msub><mrow><mo>{</mo><mrow><mn>2</mn><msup><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo>−</mo><msup><mi>k</mi><mn>2</mn></msup><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mrow><mn>3</mn><mo>/</mo><mn>2</mn></mrow></msup><mo>+</mo><mn>3</mn><mi>k</mi><mrow><mo>[</mo><mrow><mi>k</mi><msup><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo>−</mo><msup><mi>k</mi><mn>2</mn></msup><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mrow><mn>1</mn><mo>/</mo><mn>2</mn></mrow></msup><mo>−</mo><mi>arccos</mi><mi>k</mi></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mo>}</mo></mrow></mrow>
,
2
3/2
V=[0,93*(1,9)*1,425/3*2,35]*{2*(1-0,056)+3*(-0,237)*[-0,237*
1/2
3
(1-0,056)-arccos(-0,237)]}=3,475 (см)
3
Выполненный расчет показал, что для достижения реклинирующего эффекта необходимо ввести 3,475 см цементирующего вещества. 08.02.13 выполнена пункционная вертебропластика тела Th7 позвонка с введением расчетного объема костного цемента. Течение послеоперационного периода гладкое. Контрольные спондилограммы грудного отдела позвоночника с прицелом на Th7 позвонок (08.02.13): в теле позвонка определяется композитное вещество с четкими неровными контурами (фиг.5).
В результате проведенного лечения болевой синдром регрессировал. Выписан в удовлетворительном состоянии под наблюдение невропатолога в поликлинике.
Таким образом, получение дополнительных изображений соседних позвонков и измерение их параметров с последующим расчетом требуемого количества цемента обеспечивают достижение заявленного технического результата, состоящего в повышении точности определения объема вводимого костного цемента, что улучшает качество лечения больного.