К обоснованию применения шарнирных устройств для устранения контрактур коленного сустава

О В.Д. Макушин. Э.В. Бурлаков. А.Е.-Х. Югай. 1996.

К обоснованию применения шарнирных устройств для устранения контрактур коленного сустава

В.Д. Макушин, Э.В. Бурлаков, А.Е.-Х. Югай

Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" им. академика Г. А. Илизарова, г. Курган

На основании графического анализа кинематики коленного сустава обосновано применение специальных шарнирных устройств для устранения контрактур коленного сустава. Установлена необходимость учета обеспечения продольного перемещения голени и использования в качестве направляющей кривизны суставной поверхности бедренной кости при конструкции шарниров для коленного сустава. Определены характерные области допустимой погрешности установки шарниров относительно анатомических ориентиров коленного сустава. Опыт применения данного устройства с аппаратом Илизарова в клинике РНЦ "ВТО" показал его эффективность при лечении посггравматических разгибательных контрактур коленного сустава в сочетании с мобилизирующей операцией.

Ключевые слова: коленный сустав, кинематика, контрактура, шарнирные устройства, аппарат Илизарова.

Контрактуры коленного сустава являются одной из частых причин инвалидности больных в силу снижения локомоторной функции конечности [1-4].

Стремление хирургов для восстановления функции коленного сустава использовать механические устройства, повторяющие траекторию движения, привело к созданию множества типов шарнирных аппаратов [5-10]. Однако конструктивные характеристики и сложность математических расчетов для установки с целью обеспечения кинематических параметров и необходимость использования осевой спицы ограничивают их широкое применение в клинике.

Согласно исследованиям Э. И. Полякова [11] движения в коленном суставе осуществляются близко к вращательному, а осредненный центр вращения располагается в небольшой зоне в области надмыщелков бедра. Поэтому наибольшее распространение получили моноцентрические шарниры в силу простоты их устройства. Однако, установка моноцентрических шарниров с погрешностью их расположения, когда не учитываются индивидуальные особенности строения мыщелков бедренной кости, приводит к рассогласованию кинематических характеристик при активно-пассивном сгибании колена. В таких случаях нарушается физиологическая траектория движения голени относительно бедра, что вызывает сдавление суставных поверхностей или перерастяжение связочно-капсульных структур коленного сустава, вплоть до подвывиха болынеберцовой кости.

По нашему мнению, для исключения сдавле-ния или перерастяжения в суставе при допущении погрешности установки шарниров относительно осредненного центра вращения в суставе, необходимо обеспечить свободу перемещения голени в осевом направлении и использовать в

качестве направляющей при сгибании голени кривизну суставной поверхности бедренной кости.

Нами проведен графический анализ кинематики коленного сустава, согласно которого выявлена область расположения шарниров относительно осредненного центра вращения сустава, в пределах которой погрешность установки моноцентрического шарнира не вызывает значительных отклонений от физиологической траектории движения суставных концов.

В предложенной нами конструкции шарнирных механизмов шарнир и узел продольного перемещения конструктивно совмещены (рис. 1).

нира; 2 — направляющая; 3 и 4 — регулирующие резьбовые фиксаторы положения оси вращения шарнира; 5 и 6 — штанги шарнира; 7 и 8 — опоры аппарата внешней фиксации.

В этом устройстве ось шарнира 1 связана с голенью и имеет возможность перемещения

вдоль паза направляющей 2, связанной с бедром. Перемещение оси вдоль паза может быть ограничено или фиксировано с помощью упоров 3 и 4. Разработанная конструкция исключает возможность заклинивания в узле продольного перемещения голени, облегчает движения в суставе. На рисунке 2 относительно осредненно-го центра вращения коленного сустава О показана при различной децентрации начальная установка оси данного шарнира О: в положении полного разгибания и его положение О2 при сгибании голени на 90". При движении в суставе шарнир, связанный с голенью и установленный со смещением, перемещается по хорде дуги окружности О1О2 относительно осредненного центра вращения в суставе О.

Рис. 2. Схема изменения положения перемещающейся оси шарнира 01 с различной ориентацией относительно осредненной оси вращения коленного сустава О при полном разгибании и сгибании голени на 90°(а — вентральной; б — дорсальной; в — дистальной; г — проксимальной).

Установка оси шарнира О1 со смещением в вентрально-дорсальном (рис. 2 а, б) и дисталь-но-проксимальном (рис. 2 в, г) направлениях относительно осредненного центра вращения в

коленном суставе О требует расположения паза под углом 45" к продольной оси бедра в направлении О1О2 перемещения оси О1 при движении в суставе.

Из представленных на рисунке 2 ориентаций оси вращения шарнира О1 со смещением наиболее рациональной является установка с допускаемым смещением в вентральном направлении (рис 2 а). При этом конструктивные возможности шарнирных устройств позволяют настроить точную установку в дистально-проксимальном направлении благодаря возможности перемещения шарнирных механизмов по резьбовым концам штанг, закрепленным в отверстиях опор аппарата. Кроме того, свободное перемещение оси шарнира О1 вместе с голенью в направлении увеличения суставной щели и ограничение обратного движения с помощью упора позволяет осуществлять близко к естественным движения в суставе и его динамическую разгрузку.

Значительно расширить область возможного расположения оси шарниров относительно внешних ориентиров коленного сустава позволяет конструкция шарнирного механизма, в которой ось шарнира при сгибании сустава имеет возможность перемещаться в двух направлениях. Каждое из направлений выбирается с таким расчетом, чтобы оно позволяло смещаться голени в сторону увеличения суставной щели для разгрузки сустава и сохранения суставной щели в начальный момент сгибания сустава (рис. 2 а, г). Следовательно, область допустимой погрешности установки оси шарниров для коленного сустава располагается, в этом случае, между проксимальным и вентральным направлениями.

Опыт применения предложенного устройства с аппаратом Илизарова в клинике РНЦ "ВТО" показал эффективность обеспечения плавного движения суставных поверхностей в физиологическом направлении, исключая концентрацию силовых нагрузок по площади их перемещения, при оперативном лечении разги-бательных контрактур коленного сустава.

Клиническое наблюдение. Больной С. 27 лет, история болезни № 1910, поступил в клинику РНЦ "ВТО" с диагнозом: Стойкая посттравматическая разгибательная контрактура с качательными движениями до 3-5°, деформирующий артроз I стадии левого коленного сустава. Распространенный миофасциотенодез и миофиброз всех головок четырехглавой мышцы бедра. Хронический остеомиелит вне обострения. Давность контрактуры составила 4,5 года (с момента травмы), ранее оперировался 4 раза (рис. 3 а, е).

26.12.94 г. выполнена операция: Мобилизация четырехглавой мышцы правого бедра, тенотомия промежуточной головки, фасциотомия, капсулотомия, артролиз переднего отдела коленного сустава, редрессация, остеосинтез аппаратом Илизарова.

Срок ЛФК коленного сустава в аппарате с применением предложенных шарнирных устройств составил 32 дня. При снятии аппарата амплитуда в суставе составила 90° (рис. 3 б, в, ж, з). На контрольном осмотре через 8 месяцев после мобилизирующей операции у больного достигнута амплитуда движений в коленном суставе до 100°. Больной результатом лечения доволен (рис. 3 г, д, и).

3 и

Рис. 3. Больной С.: а. е — до лечения; б. в, ж. з — в процессе лечения с использованием предложенных шарнирных устройств; г. д. и — результат лечения через 8 месяцев после операции.

Таким образом, использование шарнирных механизмов, позволяющих голени смещаться в осевом направлении при ее активно-пассивном сгибании, обеспечивает близкие к естественным движения в коленном суставе. При установке шарнирных механизмов относительно надмы-

щелков бедра, в области осредненной оси вращения, достигается биомеханическая совместимость шарнирных механизмов и коленного сустава как при приближенной их начальной взаимной ориентации, так и при нарушении ориентации от приложенной нагрузки.

ЛИТЕРАТУРА

1. Мирошниченко В. Ф. Разгибательные контрактуры коленного сустава на почве миофасциотенодеза (патогенез, клиника, дифференциальная диагностика): Автореф. дис... канд. мед. наук. — Куйбышев, 1975. — 16 с.

2. Причины инвалидности вследствие производственных травм длинных трубчатых костей в городе и селе / В. Е. Вартанян, В. А. Нестеров, С. М. Сазанский, А. М. Арутюнов // Ортопед., травматол. — 1974. —№9. — с.73-74.

3. Причины инвалидности и ее динамика у больных с последствиями травм органов опоры и движения / В. С. Балакина, К. В. Рубан, М. И. Желудовская, А. П. Мартынкина // Ортопед, травматол. — 1977. —№ 10. — с.43-48.

4. Инагамджанов Т. П., Азизов М. Ж., Гулямов Б. Д. Реабилитация больных с внутрисуставными повреждениями коленного сустава // Профилактика, диагностика, лечение повреждений и заболеваний позвоночника и конечностей: Сб. науч. трудов. — Ташкент. 1988. — С. 22-24.

5. Волков М. В., Оганесян О. В. Восстановление формы и функции суставов и костей (аппаратами авторов). — М.: Медицина, 1986. —256 с.

6. Волков М. В., Оганесян О. В. Восстановление движений в суставах с помощью шарнирно-дистракционных аппаратов // Веста. РАМН — 1992. —№ 5. — С. 52-56.

7. Жданенко Б. П. Лечение посттравматических контрактур и застарелых вывихов коленного сустава модифицированными шарнирно-дистракционными и манжетно-гильзовыми аппаратами: Автореф. дис... канд. мед. наук. — М., 1983. — 28 с.

8. Манасян М. М. Восстановление функции коленного сустава при постгравматических контрактурах с помощью шарнирно-дистракционных аппаратов Волкова - Оганесяна: Автореф. дис... канд. мед. наук. — М., 1981. — 22 с.

9. Савченко А. Г. Лечение посттравматических контрактур коленного и локтевого суставов с помощью шарнирно-дистракционных аппаратов Волкова - Оганесяна: Автореф. дис... канд. мед. наук. — М., 1974. — 22 с.

10. Костромин Н. А. Лечение несросшихся и срастающихся переломов, осложненных контрактурами, с помощью шарнирно-дистракционных аппаратов Волкова - Оганесяна: Автореф. дис... канд. мед. наук. — М., 1975. — 24 с.

11. Поляков Э. И. Исследование некоторых особенностей биомеханики коленного сустава: Автореф. дис... канд. мед. наук. — Л., 1972. — 17 с.

Рукопись поступила 26.07.96 г.

МЕДИЦИНСКИМ ФАКУЛЬТЕТ

Медицинский факультет Курганского Международного университета готовит врачей по специальности "Лечебное дело". Обучение осуществляется на базе лабораторий и отделений Российского научного центра "Восстановительная травматология и ортопедия" им. академика Г.А. Илизарова, а также областной и городских клинических больниц.

Наряду с изучением всех обязательных для медицинских вузов дисциплин, студенты медицинского факультета Курганского международного университета дополнительно осваивают чреско-стный остеосинтез, микрохирургическую технику и клапанную гастроэнтерологию.

Обучение платное.

Дополнительное послевузовское образование и специализацию по чрескостному остеосинтезу можно получить на кафедре усовершенствования врачей, ординатуре (2 года), аспирантуре (3 года) при Российском научном центре " Восстановительная травматология и ортопедия " им. академика Г.А. Илизарова.

Контактные телефоны: (35222) 3-75-64 Ректор университета: Попов Евгений Вениаминович

3-60-32 приемная

7-39-76 Кафедра усовершенствования врачей РНЦ "ВТО" Факс: (35222) 3-75-62