УСТРОЙСТВО ДЛЯ НИЗВЕДЕНИЯ БЕДРЕННОЙ КОСТИ ПЕРЕД ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИЕМ
DEVICE FOR LOWERING THE FEMUR BEFORE ENDOPROSTHETICS

Область техники
Техническое решение относится к медицинской технике, к устройствам внешней скелетной фиксации. Предназначено для малоинвазивной дозированной транспозиции (низведения) бедренной кости при нарушениях анатомической целостности тазобедренного сустава с выраженной длительной проксимальной дислокацией большого вертела и ригидностью мягких тканей.
Уровень техники
Известно устройство для низведения бедренной кости (источник [1]: патент RU 169919 U1, опубликовано: 06.04.2017). Устройство содержит тазовый и бедренный модули. Модули соединены между собой с возможностью изменения взаимного положения. Тазовый модуль выполнен из двух дуг, левой и правой, соединенных между собой в горизонтальной плоскости телескопическими дистракционными стержнями. На каждой из дуг закреплены костные фиксаторы, спицы и/или костные винты. Левая дуга предназначена для крепления к крылу левой подвздошной кости, правая дуга - для крепления к крылу правой подвздошной кости. Бедренный модуль, состоит из дуги и двух колец, расположенных последовательно один над другим, соединенных между собой. На каждом кольце установлены спицы, которые предназначены для крепления в дистальной части бедренной кости. На дуге бедренного модуля установлены внутрикостные стержни, которые предназначены для крепления в бедренную кость в области большого вертела. Тазовый модуль шарнирно соединен с бедренным модулем телескопическими дистракционными стержнями, направленными в дистально-латеральном направлении от тазового модуля к бедренному модулю. Три телескопических дистракционных стержня установлены, через шарниры, одним концом на дуге бедренного модуля, другим концом на правой (левой) дуге тазового модуля. Четвертый телескопический дистракционный стержень через шарниры одним концом установлен на кольце бедренного модуля, вторым концом установлен на одном из телескопических дистракционных стержней, соединяющих в горизонтальной плоскости дуги тазового модуля. Устройство предусматривает направление тяговых усилий на увеличение офсета бедренной кости и позволяет приложить тяговые усилия к бедренной кости, направленные на ее латерализацию.
Устройство [1] содержит 12 костных фиксаторов предназначенных для введения в кости конечности, для которой выполняется низведение бедренной кости. В крыло тазовой кости проводят по 4-5 спиц, либо 3 костных винта, типа винта Шанца. Такое количество костных фиксаторов позволяет жестко зафиксировать бедренную кость, но увеличивает риск проникновения инфекции через проколы мягких тканей. Кроме того конструкция содержит 3 опоры в бедренном модуле, 2 опоры в тазовом модуле, такое количество опор увеличивает массу конструкции, делает ее громоздкой и не удобной для пациента, снижает его мобильность. Конструкция в большей степени пригодна для использования при травматических повреждениях таза и бедра, ее нецелесообразно использовать при врождённом вывихе бедра для низведения. Устройство [1] снижает физическую активность пациента в процессе низведения бедра и повышает риск проникновения инфекции.
Известен способ одноэтапного двустороннего эндопротезирования тазобедренных суставов при двустороннем диспластическом коксартрозе с полным вывихом и высоким смещением головок бедренных костей (источник [2], патент RU 2397720 Опубликовано: 27.08.2010). В источнике [2] описано устройство внешней фиксации, содержит два блока (для левой и правой конечности), симметрично установленные с двух сторон на уровне тазобедренных суставов. Каждый блок содержит тазовую опору в виде дуги, к которой закреплены спицы, проведенные в крыло подвздошной кости, и бедренную опору в виде кольца, к которому закреплены спицы, проведенные через диафиз бедренной кости, опоры соединены резьбовыми дистракционными стержнями с возможностью изменения взаимного положения. Устройство предусматривает низведение обеих бедренных костей до физиологического уровня.
Недостатком устройства внешней фиксации [2] является отсутствие возможности изменить угловое положение бедренной опоры относительно тазовой опоры, так как дистракционные стрежни не содержат шарниров. Это не позволяет изменить направление тяговых усилий прикладываемых к бедренной кости, для ее низведения. Для лечения заболеваний одного тазобедренного сустава (правого или левого), например, таких как врожденный вывих бедра, конструкция излишне громоздкая, подразумевает фиксацию сразу двух тазобедренных суставов, что существенно ограничивает двигательную активность пациента и отрицательно сказывается на процессе лечения.
Известно устройство для лечения повреждений и последствий повреждений костей таза (источник [3]: патент RU 182009 U1 Опубликовано: 31.07.2018). Устройство содержит статический тазовый модуль, статический и динамический бедренные модули. Тазовый модуль выполнен из двух секторальных дуг, соединенных поперечной балкой. Тазовый модуль содержит две опоры, выполненные в форме полуколец, жестко соединенные с секторальными дугами. Полукольца содержат спицы и/или стержни шурупы, предназначенные для проведения в надацетабулярную область подвздошной кости. Статический бедренный модуль расположен с неповрежденной стороны таза и состоит из дуги и кольца, соединенных между собой стержнями. На кольце установлены спицы, которые предназначены для крепления в дистальной части бедренной кости. На дуге установлены внутрикостные стержни, которые предназначены для крепления в бедренную кость в области большого вертела Динамический бедренный модуль расположен с поврежденной стороны таза и состоит из кольца, на котором установлены спицы, предназначенные для крепления в дистальной части бедренной кости. Кольцо динамического бедренного модуля соединено четырьмя телескопическими дистракционными стержнями с секторальной дугой тазового модуля. Телескопические дистракционные стержни шарнирно закреплены на секторальной дуге. Статический и динамический бедренные модули соединены между собой шарнирно закрепленными балками.
Конструкция [3] содержит 2 опоры в бедренном модуле, 2 опоры в тазовом модуле, и множество соединительных штанг. Такое количество опор и штанг увеличивает массу конструкции, делает ее громоздкой и не удобной для пациента, снижает его мобильность. Устройство [3] снижает физическую активность пациента в процессе низведения бедра и повышает риск проникновения инфекции. Устройство сложно монтировать, соединение множества деталей увеличивает продолжительность операции и снижает эффективность использования операционной.
Известен аппарат для лечения врожденного вывиха бедра у детей (источник [4]: Патент RU 54305, опубликовано: 27.06.2006). Аппарат содержит тазовую опору и бедренную опору, связанные между собой посредством телескопических штанг с шаровыми (сферическими) шарнирами на концах. Опоры соединены с возможностью изменения взаимного положения в широком спектре направлений. Каждая из телескопических штанг включает стержни, установленные с двух сторон трубки с возможностью фиксации болтами и связанные с шаровыми элементами шарниров с помощью гаек. Тазовая опора содержит элементы фиксации в виде спиц с упорными площадками, закрепленные на ней посредством фиксаторов, и выполнена в виде дуги с выступающими площадками, расположенными под углом к плоскости дуги. Площадки снабжены гнездом с установленным в нем шаровым элементом и содержат болтовой фиксатор. Бедренная опора содержит элементы фиксации в виде спиц с фиксаторами и выполнена в виде дуги с выступающими площадками, расположенными в плоскости дуги. Бедренная опора оснащена шаровыми элементами, установленными в ней аналогично тазовой опоре.
Недостатком конструкции [4] является использование сферических шарниров, они не обеспечивают надежной фиксации бедренной кости в заданном положении при низведении, так как из-за значительных усилий, возникающих от сопротивляющихся низведению мягких тканей, мышц, возможен срыв шарового шарнира и изменение взаимного положения тазовой и бедренной опоры. Разнонаправленность телескопических узлов, связывающих дуги аппарата, препятствует направленному дозированному низведению головки. Для низведения бедренной кости не требуется использовать весь спектр взаимных угловых перемещений опор, которые допускает устройство. Каждая из телескопических штанг содержит по два шарнира, что снижает надежность фиксации взаимного положения тазовой и бедренной опор. Кроме того при пониженной плотности костной ткани и возникающих усилиях при низведении возможно прорезывание спицами костной ткани как тазовой так и бедренной кости. Не предусмотрена возможность устранения миграции спиц при дистракции. Спицы в области крыла подвздошной кости недостаточно хорошо фиксируют устройство, могут прорезывать кость и мягкие ткани, вызывая воспалительный процесс, в худшем случае также может произойти откол или отрыв часть крыла подвздошной кости. Также шарниры конструктивно вынесены за плоскость опоры, это увеличивает общие габариты аппарата.
Сущность технического решения.
Технической задачей, на решение которой направлено техническое решение, является обеспечение возможности низведения бедра в заданном направлении относительно таза, в сочетании с возможностью устранения миграции спиц и обеспечении стабильного положения опор, без увеличения количества проколов мягких тканей, простой для эксплуатации конструкцией.
Технический результат заключается в обеспечении возможности дозированного перемещения бедренной кости, относительно таза, при обеспечении стабильного взаимного положения тазовой и бедренной опор, повышении надежности фиксации опор к подвздошной и бедренной кости и устранении риска миграции спиц.
Технический результат достигается тем, что устройство для низведения бедренной кости содержит соединенные между собой с возможностью изменения взаимного положения тазовую опору и бедренную опору с установленными на них костными фиксаторами. Тазовая опора выполнена в форме плоской дуги с отверстиями, бедренная опора выполнена в виде разъёмного плоского кольца с отверстиями, опоры соединены тремя телескопическим штангами, дистальные концы телескопических штанг закреплены на бедренной опоре, проксимальные концы телескопических штанг соединены с тазовой опорой посредством одноплоскостных осевых фиксируемых шарниров, на тазовой опоре закреплены три спицы диаметром 2 мм, оснащенные упорными площадками, и два костных винта диаметром 6 мм, на бедренной опоре установлены с перекрёстом и закреплены три спицы диаметром 2 мм, оснащенные упорными площадками.
Предусмотрено, что костные винты выполнены со сквозным каналом, предназначенным для прохода спицы, прорезью, предназначенной для расположения загнутого конца спицы, на резьбовом конце установлена гайка.
Предусмотрено, что костные винты установлены на спицах, зафиксированы на опоре, причем костный винт установлен на кронштейне с возможностью дозированного продольного перемещения посредством гаек.
Предусмотрено, что диаметр бедренной опоры меньше диаметра тазовой опоры.
Предусмотрено, что одноплоскостные осевые фиксируемые шарниры выполнены в виде двух кронштейнов стянутых болтом с гайкой, причем оси болтов всех трех шарниров параллельны друг другу.
Техническое решение поясняется графическим материалами:
Фиг. 1 - фотография, общий вид на модель устройства;
Фиг. 2 - фотография, вид на тазовую опору устройства, спицы и костные винты установлены совместно;
Фиг. 3 - схема, вид спереди, устройство смонтировано на подвздошной и бедренной кости;
Фиг. 4 - схема, вид сбоку, устройство смонтировано на подвздошной и бедренной кости;
Фиг. 5 - схема, общий вид устройства;
Фиг. 6 - схема, вид общий, устройство смонтировано на подвздошной и бедренной кости, костные винты с каналами установлены на спица, для устранения миграции и обеспечения жёсткости фиксации, при уменьшении риска инфицирования;
Фиг. 7 - схема, вид общий, устройство с костными винтами с каналами установленными на спицах, на тазовой и бедренной опоре;
Фиг. 8 - схема, вид общий, устройство с костными винтами с каналами установленными на спицах, на тазовой и бедренной опоре;
Фиг. 9 - схема, вид общий на тазовую опору, с костными винтами с каналами установленными на спицах.
Спецификация:
1 - тазовая опора;
2 - бедренная опора;
3 - спица;
4 - упорная площадка;
5 - костный винт;
6 - крепежные элементы;
7 - телескопическая штанга;
8 - отверстия;
9 - полукольцо;
10 - болт;
11 - гайка;
12 - дистракционная гайка;
13 - одноплоскостной осевой фиксируемый шарнир;
14 - канал;
15 - прорезь;
16 - загнутый конец спицы;
17 - гайка;
18 - кронштейн;
19 - гайка;
20 - планка;
21 - кронштейн;
22 - болт;
23 - гайка.
Осуществление технического решения.
Пример 1 (фиг. 1; 2). Устройство для низведения бедренной кости содержит тазовую опору 1 и бедренную опору 2 с установленными на них костными фиксаторами, выполненными в виде спиц 3 диаметром 2 мм, с упорными площадками 4 и костных винтов 5 с диаметром тела 6 мм. На тазовой опоре 1 закреплены три спицы 3 и два костных винта 5, на бедренной опоре 2 установлены с перекрёстом и закреплены три спицы 3. Диаметры спиц 3 и костных винтов 5 и заданное количество спиц 3 и костных винтов 5 обеспечивают необходимую и достаточную жесткость фиксации опор 2 и 3 к костям. Спица 3 и костные винты 5 закреплены на опорах 2 и 3 крепежными элементами 6. Тазовая опора 1 и бедренная опора 2 соединены между собой с возможностью изменения взаимного положения посредством трех телескопических штанг 7. Тазовая опора 1 выполнена в форме плоской дуги с отверстиями 8. Бедренная опора 2 выполнена в виде разъёмного плоского кольца с отверстиями 8, состоящего из двух полуколец 9 соединенных болтами 10 с гайками 11. Телескопически штанги 7 содержат дистракционные гайки 12, предназначенные для изменения длины штанг 7. Дистальные концы телескопических штанг 7 закреплены на бедренной опоре 2 посредством гаек 11. Проксимальные концы телескопических штанг 7 соединены с тазовой опорой 1 посредством одноплоскостных осевых фиксируемых шарниров 13.
Пример 2 (фиг. 3; 4; 5). Устройство для низведения бедренной кости содержит тазовую опору 1 и бедренную опору 2 с установленными на них костными фиксаторами, выполненными в виде спиц 3 диаметром 2 мм, с упорными площадками 4 и костных винтов 5 с диаметром тела 6 мм. На тазовой опоре 1 закреплены три спицы 3 и два костных винта 5, на бедренной опоре 2 установлены с перекрёстом и закреплены три спицы 3.
Диаметры спиц 3 и костных винтов 5 и заданное количество спиц 3 и костных винтов 5 обеспечивают необходимую и достаточную жесткость фиксации опор 2 и 3 к костям. Спица 3 и костные винты 5 закреплены на опорах 2 и 3 крепежными элементами 6. Тазовая опора 1 и бедренная опора 2 соединены между собой с возможностью изменения взаимного положения посредством трех телескопических штанг 7. Тазовая опора 1 выполнена в форме плоской дуги с отверстиями 8. Бедренная опора 2 выполнена в виде разъёмного плоского кольца с отверстиями 8, состоящего из двух полуколец 9 соединенных болтами 10 с гайками 11. Телескопически штанги 7 содержат дистракционные гайки 12, предназначенные для изменения длины штанг 7. Дистальные концы телескопических штанг 7 закреплены на бедренной опоре 2 посредством гаек 11. Проксимальные концы телескопических штанг 7 соединены с тазовой опорой 1 посредством одноплоскостных осевых фиксируемых шарниров 13. Одноплоскостные осевые фиксируемые шарниры 13 выполнены в виде двух кронштейнов 21 стянутых болтом 22 с гайкой 23, причем продольные оси болтов 22 всех трех шарниров 13 параллельны друг другу.
Пример 3 (фиг. 6; 7; 8; 9). Устройство для низведения бедренной кости содержит тазовую опору 1 и бедренную опору 2 с установленными на них костными фиксаторами, выполненными в виде спиц 3 диаметром 2 мм, с упорными площадками 4 и костных винтов 5 с диаметром тела 6 мм, винтовой нарезкой длиной 20 мм. На тазовой опоре 1 закреплены три спицы 3 и два костных винта 5, на бедренной опоре 2 установлены с перекрёстом и закреплены три спицы 3, на одной спице 3 бедренной опоры 2 установлен костный винт 5. Костные винты 5 выполнены со сквозным осевым каналом 14, предназначенным для прохода спицы 3 и прорезью 15, предназначенной для расположения загнутого конца 16 спицы 3. На резьбовом конце костного винта 5 установлена гайка 17, для прижима загнутого конца 16 спицы 3. Костные винты 5 установлены на спицах 3, зафиксированы на опоре 1 и 2, причем костный винт 5 установлен на кронштейне 18 с возможностью дозированного продольного перемещения посредством гаек 19. Диаметры спиц 3 и костных винтов 5 и заданное количество спиц 3 и костных винтов 5 обеспечивают необходимую и достаточную жесткость фиксации опор 2 и 3 к костям. Спица 3 и костные винты 5 закреплены на опорах 2 и 3 крепежными элементами 6. Тазовая опора 1 и бедренная опора 2 соединены между собой с возможностью изменения взаимного положения посредством трех телескопических штанг 7. Тазовая опора 1 выполнена в форме плоской дуги с отверстиями 8. Бедренная опора 2 выполнена в виде разъёмного плоского кольца с отверстиями 8, состоящего из двух полуколец 9 соединенных болтами 10 с гайками 11. Телескопически штанги 7 содержат дистракционные гайки 12, предназначенные для изменения длины штанг 7. Дистальные концы телескопических штанг 7 закреплены на бедренной опоре 2 посредством гаек 11. Проксимальные концы телескопических штанг 7 соединены с тазовой опорой 1 посредством одноплоскостных осевых фиксируемых шарниров 13. Диаметр бедренной опоры 2 меньше диаметра тазовой опоры 1 и дистальные концы телескопических штанг 7 установлены посредством планок 20. Одноплоскостные осевые фиксируемые шарниры 13 выполнены в виде двух кронштейнов 21 стянутых болтом 22 с гайкой 23, причем продольные оси болтов 22 всех трех шарниров 13 параллельны друг другу. Телескопические штанги 7 параллельны друг другу. Параллельность установки болтов 22 шарниров 13 и штанг 7 позволяет при необходимости изменить угол между опорами 1 и 2, а следовательно и изменить направление тракции.
Использование технического решения.
Устройство для низведения бедренной кости, используют для транспозиции бедренной кости при двухэтапном эндопротезировании тазобедренного сустава. На операционном столе пациента укладывают на бок. Монтирую тазовую опору 1 на подвздошную кость. После обработки операционного поля проводят по три спицы 3 с напайками 4 по направлению через верхнюю переднюю часть крыла подвздошной кости ость, в заднюю часть крыла подвздошной кости. Свободные концы спиц 3 фиксируют крепежными элементами 6 к тазовой опоре 1, используя отверстия 8. Монтируют бедренную опору 2 на бедренную кость. Проводят три перекрещивающиеся спицы 3 с напайками 4 через нижнюю треть бедренной кости, свободные концы фиксируют крепежными элементами в бедренной опоре 2, используя отверстия 8. Тазовую опру 1 и бедренную пору 2 соединяют телескопическим штангами 7 с шарнирами 13. Со вторых суток после операции начинают низведение бедренной кости путем дистракции по 1-2 мм в день, для этого подкручивают дистракционные гайки 12. При дозированном низведении на пути дистракции формируется мягкотканый регенерат в области бедренной кости. Телескопические штанги 7 с шарнирами 13, где оси болтов 22 установлены параллельно, обеспечивают возможность дозированного перемещения бедренной кости, относительно таза. Шарниры 13 расположено только у тазовой опоры 1 и выполнены одноосевыми, что позволяет их жестко фиксировать при этом изменять угловое положение опор при необходимости. В процессе низведения наблюдают за состоянием спиц 3, при возникновении миграции спиц 3, прорезывании кости и/или мягких тканей водят два костных винта 5 в переднюю часть подвздошной кости. Для примера 1: первый костный винт 5 проводят по сагиттальной плоскости в переднюю подвздошную ость, второй костный винт проводят параллельно к первому. Свободные концы костных винтов 5 фиксируют крепежными элементами 6 к тазовой опоре 1, используя отверстия 8. Для примера 2 и 3: конец мигрирующей спицы 3 со стороны свободной от упорной площадки 4 освобождают, насаживают на спицу костный винт 5, вкручивая его конец с винтовой нарезкой в кость, свободный конец костного винта 5 фиксируют, спицу 3 натягивают и загибают ее конец 16 в прорезь 15, прижимая гайкой 17. Аналогично устанавливают костные винты 5 на следующую спицу 3 тазовой опоры 1 и спицу 3 бедренной опоры 2. Кость зажимается между костным винтом 5, и упорной площадкой 4 спицы 3, жестко фиксируя устройство на кости, исключая миграцию спиц. Такая конструкция снижает риск проникновения инфекции, так как не формируются дополнительные проколы или разрезы мягких тканей для установки костных винтов и увеличения жесткости фиксации. Конструкция устройства содержит только две опоры что позволяет снизить массу, и уменьшить габариты. Кроме того диметр бедренной опоры 2 (меньше тазовой опоры 1) также позволяет обеспечить удобство для пациента, и повышает его мобильность. После достижения нормального (требуемого для установки протеза) уровня расположения бедренной кости относительно вертлужной впадины снимают устройство. Производят эндопротезирование тазобедренного сустава следующим образом: осуществляют переднее-латеральный доступ к тазобедренному суставу, резецируют сухожилия большой и средней ягодичных мышцы от большого вертела, после артротомии выводят головку бедренной кости в рану и резецируют. Фрезами обрабатывают вертлужную впадину и устанавливают чашку эндопротеза. При высоких вывихах и недоразвитых впадинах устанавливают маленькие чашки 44, 46, 48-го размера. При пологих широких диспластических впадинах устанавливают чашки 50, 52, 54, 56-го размера. При недоразвитии впадины создают крышу впадины путем установки аутотрансплатата сформированного из головки бедренной кости который фиксируют двумя внутрикостными винтами. Вбивают в костномозговой канал бедреной кости ножку бедренного компонента эндопротеза. Производят вправление головки бедренной кости (головки бедренного компонента), путем тяги по оси конечности и ротации, в чашку. После контроля объема движений в тазобедренном суставе формируют капсулу сустава из мягкотканого регенерата, образующегося при дистракции бедренной кости. Проводят контрольный гемостаз и ушивают раны с оставлением на 48-72 часа 1-2 установкой дренажа.
Использование устройства позволяет улучшить эффективность тотального эндопротезирования тазобедренного сустава у больных с диспластическим коксартрозом так как позволяет устранить осложнения в виде миграции спиц и снизить риск инфицирования на подготовительном этапе, при низведении бедренной кости. К тому же устройство легко переносится пациентом, в отличие гот громоздких аналогов, и просто и удобно для монтажа и демонтажа.
Количество костных фиксаторов и их диаметры достаточны для того чтобы выдерживать возникающие при низведении реакционные усилия со стороны ригидных мягких тканей, сухожилий, мышц и позволяют достигать стабильной и надежной тракции без каких-либо осложнений, причем если наблюдаются недостатки в виде прорезывания тканей, то они легко устраняются путем установки дополнительных костных винтов 5 прямо на спицы 3 без необходимости перепроведения спиц 3 и выполнения «лишних» проколов мягких тканей.
Промышленная применимость - устройство может быть изготовлено на современном промышленном оборудовании и может быть использовано по назначению в клинических отделениях, специализирующихся на лечении ортопедических заболеваний с помощью аппаратов внешней фиксации.