Безгипсовая технология первичного протезирования как средство повышения качества реабилитации инвалидов после ампутации нижней конечности

44

Клиническая медицина

УДК 615.1/4

В. Г. Сусляев, С. Е. Соболев, Л. М. Смирнова, К. К. Щербина

Безгипсовая технология первичного протезирования как средство повышения качества реабилитации инвалидов после ампутации нижней конечности

Ключевые слова: ампутация нижних конечностей, технология протезирования, качество реабилитации. Keywords: amputation of lower extremities, technology of prosthesis manufacturing and fitting, quality of rehabilitation.

Рассматривается проблема сокращения сроков при первичном протезировании пациентов после ампутации нижней конечности. Обсуждается предложенная технология первичного лечебно-тренировочного протезирования, включающая активное формирование культи методом дозированной компрессии силиконовыми чехлами и безгипсового изготовления приемной гильзы протеза.

Сокращение сроков первичного протезирования после ампутации нижних конечностей имеет принципиально важное значение для повышения качества реабилитации, профессиональной и социальной адаптации инвалидов. Однако применяемая в настоящее время технология первичного протезирования включает этапы изготовления гипсового слепка и позитива культи. Но их изготовлению препятствуют проблемы, часто наблюдаемые сразу после ампутации: порочная, например булавовидная, форма культи, затрудняющая размещение ее в приемной гильзе протеза; болезни культи, снижающие опороспособность усеченной конечности; длительное изменение ее размеров и формы, требующее интенсивного физиотерапевтического лечения, массажа и эластичного бинтования для достижения цилиндрической или умеренно конической формы культи, не вызывающей затруднений при протезировании полноконтактной гильзой; необходимость многократной коррекции гильзы протеза в процессе изменения формы и размеров культи.

Эти проблемы побуждают специалистов приступать к протезированию не ранее 3—6 месяцев после ампутации, чтобы избежать дополнительных физических страданий пациента и материальных расходов государства на изготовление нескольких приемных гильз разных размеров для одного и того же пациента в первый год его протезирования.

Мы же считаем, что такой подход с длительной отсрочкой протезирования не только затягивает сроки социальной реабилитации пациента, но и вреден для его здоровья (рис. 1). Чем ранее будет достигнута возможность функциональной нагрузки на усеченную конечность, тем легче предотвратить застойные явления в ней, избежать формирования патологического стереотипа ходьбы, исправить который впоследствии очень сложно. Кроме того, длительное отсутствие опоры на одну из конечностей может привести к перегрузкам в опорно-двигательном аппарате (ОДА) и деформации другой (сохранной) стопы и позвоночника.

Стремление сократить сроки протезирования пациентов побудило нас разработать технологию первичного лечебно-тренировочного протезирования, включающую активное формирование культи методом дозированной компрессии силиконовыми чехлами и безгипсового изготовления приемной гильзы протеза. Эта технология заключается в следующем.

Через 2—3 недели после снятия швов и заживления раны пациента снабжают силиконовым чехлом, надеваемым на культю, например чехлом на трикотажной основе Реутовского экспериментального завода средств протезирования, или чехлом «Силикон-гель лайнер» фирмы Otto Bock, или чехлом из полиуретанового геля модели «Техно-гель лайнер». Если форма культи цилиндрическая или умеренно коническая, то для пациента сразу изготавливают приемную гильзу по безгипсовой технологии. Если же культя имеет булавовидную форму, то пациенту назначается только ношение силиконового чехла, а для перемещения рекомендуется использовать коляску или костыли. Ношение силиконового чехла почти в 2 раза ускоряет сроки устранения булавовидности культи по сравнению с ожидаемым результатом без него. По мере уменьшения периметров культи силиконовый чехол меняют на меньший, а когда она становится

Рис. 1

Проблемы первичного протезирования пациентов после ампутации нижних конечностей

цилиндрическои, изготавливают приемную гильзу по безгипсовой технологии.

Безгипсовая технология изготовления приемной гильзы заключается в формовании из влаго-отверждаемых бинтов непосредственно по культе с надетым силиконовым чехлом, т. е. минуя стадии изготовления гипсового негатива культи и ее позитива. Такие бинты изготавливаются из полимерных материалов (препрегов), представляющих собой ткани из органических или неорганических волокнистых материалов, пропитанных связующим. Препреги могут храниться в герметичной упаковке длительное время в исходном состоянии, а при комнатной температуре и смачивании — отвержда-ются (табл. 1).

За рубежом выпускаются препреги на основе различных армирующих материалов и полиурета-нового связующего, например Fiberglass и Caraglass (США). Они изготавливаются из специальной стеклоткани, пропитанной полиуретановой смолой, отверждаемой при контакте с водой комнатной

Таблица 1 Влагоотверждаемые бинты, применяемые при изготовлении приемных гильз для лечебно-тренировочных протезов голени и бедра

Бинты Производитель или поставщик

Влагоотверждаемые Fiberglass и Caraglass США

Полиуретановые Ortoforma Cast Корея, фирма Mika Medical Co

Влагоотверждаемые Cellacast Xtra Фирма Otto Bock

Влагоотверждаемые «Медиорт-731» Россия, г. Владимир, ООО «ПРОП-Уретан»

температуры. В результате получается прочный жесткий органопластик. В последнее время наибольшее распространение в ортопедии и протезировании конечностей (иммобилизация различных сегментов ОДА после травм и операций) находят применение препреги в виде влагоотверждаемых бинтов Cellacast Xtra (Германия) [1] и Ortoforma Cast (Корея) [2]. В них использованы в качестве армирующего материала синтетическая ткань и по-лиуретановое связующее. Материал отверждается при контакте с водой при комнатной температуре. Получается легкий, прочный, жесткий, водостойкий, воздухопроницаемый органопластик, который к тому же пропускает рентгеновское излучение, что позволяет проводить объективный рентгенографический контроль качества протезирования, необходимый в сложных случаях. Отечественным аналогом этих материалов являются, например, влагоотверждаемые бинты «Медиорт-731», выпускаемые ООО «ПРОП-Уретан» (Россия, ТУ 9393045-104931601-95). При изготовлении приемных гильз голени и бедра нами были использованы влагоотверждаемые синтетические бинты Cellacast Xtra и Ortoforma Cast.

Гильза голени изготавливается следующим образом. На культю надевают силиконовый чехол. Для амортизации нагрузок поверх чехла в области конца культи, в проекции костных выступов, с помощью липкой ленты крепят смягчающие элементы из эластичного листового пеноматериала Pedilin фирмы Otto Bock [1]. Поверх чехла с элементами наносят разделительный слой из тонкой полиэтиленовой пищевой пленки (ТУ 2245-001-588754762002) и на ней в проксимальной части культи карандашом отмечают контур посадочного кольца. Затем из влагоотверждаемого бинта изготавливают две двухслойные лонгеты, которые поочередно смачивают в воде и наносят на уровне дистальной

биотехносфера

I № 1(43)/201Б

части культи (поверх чехла со смягчающими элементами и пленкой), с усилием натягивая их и разглаживая руками в проксимальном направлении. Бинтование продолжают до проксимальной части по типу колосовидной повязки. Из полученной таким образом заготовки формуют гильзу протеза моделированием ее по культе, обеспечивая умеренное давление в проекции собственной связки надколенника и икроножной мышцы. Отвержденную заготовку снимают с культи. Разметку, нанесенную на разделительную пленку до формования гильзы, переносят на ее наружную поверхность и ножницами подрезают и обрабатывают края проксимальной части заготовки гильзы. Смягчающие элементы, закрепленные перед формованием гильзы на чехле, устанавливают теперь уже на внутренней поверхности заготовки гильзы.

При изготовлении приемной гильзы бедра изготавливают не две, а три двухслойные лонгеты. Бинты наносят циркулярно поверх силиконового чехла сверху вниз с захватом промежности, паховой области и нижнего края ягодичных мышц. Одновременно проводят моделирование посадочного кольца гильзы и формируют площадку для седалищного бугра и большого вертела — зон преимущественных нагрузок — путем моделирования всей гильзы.

В лечебно-тренировочных протезах мы использовали модули и узлы РКК «Энергия» [3] и фирмы Otto Bock [4]. После выстановки схемы построения протеза приемную гильзу соединяли с регулиро-вочно-соединительным модулем (РСУ), заполняли в корпусе его приемной части пустоты и фиксировали смоченными влагоотверждаемыми бинтами. Наружную поверхность гильзы в зоне сопряжения с РСУ тщательно моделировали руками, затем на нее наносили слой упаковочной полиэтиленовой пленки и опрессовывали эластичным бинтом. После отверждения материала эластичный бинт и пленку удаляли.

Примерку гильзы, подгонку высоты протеза и настройку схемы его построения (расположения узлов протеза относительно друг друга и ОДА пациента) проводили с использованием специализированной примерочной стойки в условиях нагру-жения протеза, т. е. при опоре на него пациента.

С 2010 по 2014 г. изготовлено 97 лечебно-тренировочных протезов голени и бедра из влагоот-верждаемых бинтов с полимерными чехлами разных производителей для пациентов обоего пола в возрасте от 2 до 85 лет. В процессе пользования от 1 месяца до 1—1,5 лет поломок приемных гильз протезов не наблюдалось.

Для контроля качества протезирования по этой технологии пациенты проходили биомеханические обследования с использованием программно-аппаратного комплекса «Поза» (ООО «ДиаСервис», Санкт-Петербург), позволяющего синхронно регистрировать как координаты точки приложения нагрузки в опорном контуре стоп, так и изображение

фигуры пациента в проекции на три ортогональные плоскости: сагиттальную, фронтальную и горизонтальную, а затем визуализировать главный вектор нагрузки и изображения фигуры пациента в общих осях координат пространства и времени. Такое обследование позволяет оценить баланс нагрузки в опорном контуре стоп и в биокинематической цепи ОДА, определить статическую опорность пациента на протезе и риск вторичной деформации позвоночника. Обследование выполнялось в положении стоя без зрительной депривации, с симметрично установленными стопами относительно медиальной оси.

Дисбаланс нагрузок в опорном контуре стоп и относительно биокинематической цепи ОДА наблюдался у всех пациентов (рис. 2, 3).

В сагиттальной плоскости у всех обследованных было выявлено смещение главного вектора нагрузки от оси голеностопных суставов вперед, а в проекции на фронтальную плоскость — в сторону сохранной конечности, т. е. наблюдалось ее опоропредпочтение.

Следует заметить, что нарушения в виде дисбаланса нагрузок в опорном контуре стоп и в биокинематической цепи ОДА характерны для всех пациентов на протезах [5]. По данным ранее накопленного нами опыта и с учетом реабилитационного физического потенциала пациента (высокий уровень ампутации конечности и отсутствие опыта использования протеза) результаты биомеханического обследования мы сочли подтверждающими хорошее качество протезирования, так как смещение главного вектора нагрузки вперед от оси голеностопных суставов составляло у наших пациентов не более 7 см при ампутации на уровне бедра (норма 3—4 см), а в проекции на фронтальную плоскость этот вектор нагрузки находился в пределах 10 % от ширины опорного контура, за который принималось расстояние между латеральными точками опорного края обуви на левой и правой стопах.

Также мы проводили контроль влияния протеза на кровообращение в культе. Для этого методом инфракрасной термографии анализировали температурную реакцию кожных покровов нижних конечностей. Использовали тепловизионную камеру 851К (ООО «СТК Силар», Санкт-Петербург) с неохлаждаемой матрицей микроболометров с регистрацией термоизображения с частотой 25 Гц и температурной чуствительностью 0,1 °С.

Температурный рисунок кожных покровов регистрировали в два этапа: 1) в исходном состоянии пациента — после адаптации его к температуре помещения в течение 20 мин без протеза в положении лежа для минимизации давления на культю и теплообмена с посторонними предметами; 2) сразу после выполнения локомоций на протезе в течение 15 мин. Далее оценивали температурную реакцию кожных покровов культи в ответ на воздействие на нее протеза при ходьбе.

Рис. 2

Анализ дисбаланса нагрузок в опорном контуре и биокинематической цепи ОДА у пациента на протезе правого бедра, изготовленного по предложенной технологии

протезирования:--— координатная ось пространства,-----главный вектор

нагрузки

Известно, что гетерогенность теплового рисунка кожных покровов культи с локализацией зон гипертермии в различных ее областях часто наблюдается при ходьбе на протезах обычной конструкции (без полимерных силиконовых чехлов), а при плохом качестве протезирования является сигналом, указывающим на высокий риск травматизации тканей культи при дальнейшем использовании протеза. В подавляющем большинстве этих случаев выявляется неконгруэнтность формы культи и приемной гильзы в зоне, оппозитной гипертермии культи. Ситуация усугубляется, если ходьба на протезе сопровождается поршнеобразными движениями культи в гильзе.

а)

б)

Рис. 3

Анализ перекоса опоры у пациента с использованием протеза правого бедра, изготовленного по предложенной технологии протезирования: а — процентное распределение нагрузки под стопами; б — диагональный перекос опоры:

С — сохранная стопа; И — искусственная стопа; н — носок; п — пятка

Эти опасные признаки не наблюдались в случаях протезирования по предложенной нами технологии, что можно признать благотворным эффектом от силиконовых чехлов, расположенных между культей и гильзой и имеющих одновременно несколько функций: равномерное распределение нагрузки по поверхности культи; амортизация пиковых нагрузок на культю в фазу переката через искусственную стопу; фиксация культи в гильзе в фазе переноса протезированной конечности за счет увеличения контактной поверхности и высокого коэффициента трения поверхностного слоя чехла с кожными покровами культи.

Таким образом, предлагаемая технология первичного лечебно-тренировочного протезирования имеет ряд существенных преимуществ: сокращаются сроки медицинской реабилитации и социальной адаптации пациентов вследствие раннего протезирования, снижается риск формирования патологического стереотипа локомоций и негативного влияния его на ОДА, повышается комфортность ходьбы из-за уменьшения массы протеза за счет снижения плотности материала приемной гильзы, предотвращается травматизация культи благодаря демпфирующим свойствам силиконовых чехлов и смягчающих элементов. Совокупность этих достоинств способствует повышению качества жизни пациентов.

Кроме того, при использовании этой технологии снижается себестоимость изготовления протеза

биотехносфера

| № 1(43)/201Б

Клиническая медицина

за счет повышения производительности труда при протезировании: во-первых, отсутствует необходимость изготовления гипсовых негативов и позитивов и, следовательно, использования трудоемких технологических процессов изготовления приемной гильзы из термопласта или композиционного материала в оборудованной мастерской; во-вторых, сокращаются расходы на основные и вспомогательные материалы при протезировании и минимизируется количество их отходов; в-третьих, исключается необходимость использования нагревательного и вакуумного оборудования, особых средств защиты и мер противопожарной безопасности при изготовлении протеза.

Выводы

Апробирование технологии первичного лечебно-тренировочного протезирования, основанной на активном формировании культи методом дозированной компрессии силиконовыми чехлами и безгипсовой технологии изготовления приемной гильзы протеза, показало, что она имеет преимущества по сравнению с применяемой в настоящее время технологией первичного протезирования с изготовлением гипсового слепка и позитива культи.

Использование такой технологии позволит достичь положительный социальный эффект, заклю-

чающийся в предотвращении вторичных патологий ОДА у пациента, повышении качества его профессиональной и социальной адаптации и качества жизни. Кроме того, применением этой технологии достигается экономический эффект в виде снижения себестоимости изготовления протеза за счет сокращения расходов на основные и вспомогательные материалы и дорогое технологическое оборудование.

Технология предназначена для промышленного применения при лечебно-тренировочном протезировании пациентов после ампутации нижней конечности в условиях протезно-ортопедических предприятий и реабилитационно-технических центров РФ.

Литература

1. Otto Bock HealthCare GmbH. Материалы: каталог. 2008. 287 с.

2. ООО «Профессиональные ортопедические товары». Товары для здоровья, реабилитации и спорта: каталог продукции. 2013. 154 с.

3. РКК «Энергия» им. С. П. Королева. Протезы нижних конечностей: каталог. 2010. 48 с.

4. Otto Bock Health Care GmbH. Протезирование нижних конечностей: каталог. 2008. 282 с.

5. Смирнова Л. М., Хлызова И. В. Система и метод исследования компенсаторных реакций на дисбаланс нагрузок в биотехнической системе // Биотехносфера. 2013. № 1 (25). С. 15-20.

f*

ТЕРАГЕРЦОВЫЕ СИСТЕМЫ И

ТЕХНОЛОГИИ

m

Центр микротехнологии и диагностики Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) представляет:

Г. З. Гареев В. В. Лучинин

ТЕРАГЕРЦОВЫЕ СИСТЕМЫ

И ТЕХНОЛОГИИ

Обзор современного состояния

ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ

Представлены основные достижения на конец первого квартала 2015 года в области разработки терагерцовых излучателей, приемников, компонентов радиотрактов, а также систем радиовидения и спектроскопии. Рассмотрены основные области применения терагерцовых систем в научных исследованиях и разработках в сфере нанотехнологий, в биологии и медицине, а также в телекоммуникационных системах и аппаратуре для обеспечения безопасности.

Издание содержит большой объем иллюстративного материала и ссылок на электронные литературные источники для обеспечения более высокого уровня профессиональных компетенций в области разработки, создания и практического применения терагерцовых систем и технологий.

Книга может быть полезна научным сотрудникам и инженерам, специализирующимся в области разработки, изготовления и применения терагерцовых систем и технологий на основе современных достижений радиотехники, электроники и фотоники, а также преподавателям, аспирантам и студентам, участвующим в образовательном процессе по направлениям: «Электроника и наноэлектроника», «Радиотехника», «Приборостроение», «Нанотехнологии и микросистемная техника», «Фотоника и оптоинформатика».

Приобрести книгу возможно в Центре микротехнологии и диагностики СПбГЭТУ «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина).

Тел.: (812) 234-16-82

J1