Устройство для первичной стабилизации диафизарных переломов голени при политравме
DEVICE FOR PRIMARY STABILIZATION OF DIAPHYSEAL FRACTURES OF TIBIA IN POLYTRAUMA

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам, применяемым в травматологии и ортопедии.
Актуальность
Диафизарные переломы длинных костей нижних конечностей вообще и костей голени, в частности, относятся к высокоэнергетическим повреждениям скелета. Методом выбора для их лечения является погружной или внеочаговый остеосинтез. Однако сроки выполнения остеосинтеза варьируют в зависимости от тяжести состояния пациента: чем тяжелее травма и общее состояние пациента, тем проще и атравматичнее должны быть средства первичной стабилизации зоны перелома. Необходимость в скорейшей стабилизации зоны перелома у пострадавших с политравмой очевидна, так как прекращение подвижности костных отломков исключает повреждение ими окружающих мягких тканей и купирует афферентную импульсацию, увеличивает мобильность пациентов, облегчает уход за ними и сокращает вероятность или выраженность гипостатических осложнений. Однако само вмешательство по стабилизации костных отломков должно быть атравматично настолько, чтобы не отяготить и без того тяжелое состояние пострадавшего. Следовательно, окончательный остеосинтез при политравме должен быть отсрочен до стабилизации состояния пациента, а основными требованиями к первичной стабилизации зоны перелома костей голени являются: минимальные инвазивность и продолжительность вмешательства.
Аналоги
В качестве первичной стабилизации зоны перелома костей голени применяют скелетное вытяжение или аппараты внешней фиксации (АВФ). В условиях политравмы скелетное вытяжение не обеспечивает адекватной иммобилизации зоны перелома и не отвечает требованиям ухода за пациентом с вынужденным положением лежа на спине и уложенной на шину Бел ера поврежденной конечностью.
Внеочаговый остеосинтез аппаратами внешней фиксации (АВФ) является методом выбора при переломах костей голени в условиях политравмы. АВФ делят на спицевые, стержневые и спице-стержневые аппараты различных модификаций, которые имеют свои показания и противопоказания. Стержневые АВФ проще и особенно показаны в области верхней трети плеча или бедра, где в силу топографо-анатомических особенностей (сочлененность плеча с грудной клеткой, а бедра - с тазом) невозможно наложить полное кольцо аппарата с обеспечением адекватного угла перекреста спиц. Их основным достоинством является возможность сравнительно быстрой компоновки внешней рамы и стабилизации зоны перелома.
Критика аналогов
Тем не менее, существенными недостатками стержневых АВФ являются:
- использование чрескостных стержней Шанца, имеющих диаметр от 3,5 до 6 мм, что сопряжено с необходимостью высверливания соответствующих внутрикостных каналов и, следовательно, формированием костных ран со снижением механической прочности и остеогенных потенций кости в местах проведения стержней;
- снижение механической прочности кости в местах костных ран от стержней может явиться причиной ятрогенных переломов;
- появление дополнительных кожных и костных ран от стержней Шанца увеличивает риск воспалительных осложнений при выполнении окончательного погружного (например, интрамедуллярного) остеосинтеза или отдаляет сроки его выполнения;
- низкие репозиционные свойства стержневых аппаратов с проблематичностью управления костными отломками - как во время операции остеосинтеза, так и особенно в послеоперационном периоде;
- нередкая необходимость в дополнительных приспособлениях для репозиции костных отломков;
- вероятность развития в местах проведения стержней Шанца миофасциодеза (образования спаек между мышцами и костью, ограничивающих движения в смежных суставах), что ограничивает реабилитационный потенциал пациента;
- относительно быстрая потеря стабильности системы стержневого АВФ из-за резорбции костной ткани на границе «металл-кость». Вокруг спиц тоже со временем может возникнуть резорбция кости, однако, в силу их меньшего диаметра, степень ее существенно меньше, чем вокруг стержней, а возможности компенсировать потерю стабильности за счет компрессии или дистракции между кольцами аппарата - больше.
Прототип
В качестве прототипа предлагаемого устройства нами выбран традиционный внеочаговый остеосинтез костей голени аппаратом Илизарова (Травматология и ортопедия: Руководство для врачей / Под ред. Н.В. Корнилова: в 4 томах. - СПб.: Гиппократ, 2004 - Т. 3: Травмы и заболевания нижней конечности / Под ред. Н.В. Корнилова и Э.Г. Грязнухина. - СПб.: Гиппократ, 2006 - 1054 с. - С. 592-719), который отличается от аналогов большей функциональностью, управляемостью и миниинвазивностью.
Критика прототипа
Метод Илизарова, обладая оптимальным сочетанием атравматичности и стабильности фиксации костных отломков, тем не менее, мало приемлем для первичного остеосинтеза костей голени в условиях политравмы. Обусловлено это тем, что сроки выполнения остеосинтеза диктуются балансом общих и местных факторов организма пострадавшего. Согласно нашедшей всеобщее признание концепции поэтапного оказания помощи пострадавшим с тяжелой сочетанной травмой, известной как «damage control» (контроль повреждений), оперативное лечение повреждений следует делить на несколько этапов. В первые сутки проводят минимальные непродолжительные экстренные операции и проводят интенсивную терапию до стабилизации гомеостаза. Эта тактика значительно улучшила исходы тяжелых политравм и позволила сохранять жизнь и здоровье тяжелых пострадавших даже с плохим прогнозом. Обусловлено это отсрочкой и смягчением для тяжелопострадавшего «второго удара» - ортопедических операций с уменьшением их травматичности и продолжительности. Следовательно, традиционный метод Илизарова имеет существенные недостатки:
- длительность (1-1,5 часа) и относительная сложность операции монтажа аппарата Илизарова, что в условиях политравмы входит в противоречие с концепцией «damage control», усугубляет сдвиги гомеостаза и делает этот метод лечения малопригодным для первичного остеосинтеза;
- после стабилизации общего состояния пострадавшего при наличии средних (пара-фрактурных) колец аппарата Илизарова затруднена последующая конверсия его в оптимальный и комфортный для пациента в послеоперационном периоде погружной (в частности интрамедуллярный) остеосинтез. Обусловлено это, во-первых, риском воспалительных осложнений от мест проведенных спиц и, во-вторых, увеличением длительности последующего погружного остеосинтеза, который возможен только после полного демонтажа аппарата и нуждается в дополнительных манипуляциях по репозиции костных отломков.
Цель изобретения - повышение эффективности лечения больных с высокоэнергетическими переломами костей голени в условиях политравмы в остром периоде.
Сущность изобретения
Предлагается устройство для первичной стабилизации диафизарных переломов голени (фиг. 1) при политравме, состоящее из верхней и нижней базы внешней рамы АВФ, а именно из деталей стандартного набора аппарата Илизарова, в частности полуколец (поз. 1), болтов (поз. 2), гаек (поз. 3), телескопических (поз. 4) и резьбовых (поз. 5) штанг, пластинок (поз. 6), шайб с прорезью (поз. 7) и спицефиксаторов (поз. 8), отличающееся тем, что верхняя база состоит из двух полуколец (поз. 1), соединенных в кольцо при помощи болта (поз. 2), гаек (поз. 3) и телескопической штанги (поз. 4), а нижняя - из двух полуколец (поз. 1), установленных в двух параллельных плоскостях и соединенных резьбовыми штангами (поз. 5), пластинками (поз. 6), шайбами с прорезью (поз. 7) и гайками (поз. 3), чем обеспечивают замкнутость нижней базы, адаптированной к анатомии стопы пациента (фиг. 2), и равноудаленность трех телескопических штанг (поз. 4), соединяющих обе базы внешней рамы АВФ. Устройство дополнительно оснащено (фиг. 3) эластическим бинтом (поз. 9), в виде гамачка раскатанного и фиксированного на телескопических штангах внешней рамы устройства при помощи прямых (поз. 10) и S-образных (поз. 11) фрагментов спиц Киршнера. Данное устройство лучше иметь в собранном виде нескольких типоразмеров: с кольцами, размерами от 150 до 190 мм. Наиболее ходовой и близкий к универсальному размер колец для взрослых пациентов - 180 мм.
Особенностью верхней базы внешней рамы АВФ (фиг. 1), а именно соединения обоих полуколец (поз. 1), является то, что их крайние отверстия спереди сочетают использование для соединения между собой и для установки в них телескопической штанги (поз. 4). Кроме того, это освобождает одно отверстие полукольца для большего выбора установки спице-фиксатора (поз. 8) при фиксации спиц Киршнера, что обеспечивает больший диапазон варьирования перекреста спиц. В нижней базе внешней рамы АВФ тоже использован данный принцип многофункциональности за счет одновременного использования крайних отверстий заднего полукольца (поз. 1) в качестве узла фиксации с передним полукольцом (поз. 1) посредством резьбовой штанги (поз. 5) и для фиксации спиц Киршнера встречным завинчиванием гаек (поз. 3) на надетых на резьбовые штанги (поз. 5) шайбах с прорезью (поз. 7). Помимо экономии спицефиксаторов (поз. 8) и отверстий полукольца (поз. 1), данное обстоятельство обеспечивает больший перекрест спиц Киршнера, проведенных через пяточную кость, и, следовательно, прирост стабильности в створе тупого угла и исключение сдвига по ширине в створе острого угла этого перекреста спиц. Использование данного принципа многофункциональности в верхней и нижней базах АВФ делают его внешнюю раму более рациональной. Оба полукольца (поз. 1) нижней базы АВФ соединяют резьбовыми штангами (поз. 5) и пластинками (поз. 6) - для обеспечения большей устойчивости в замкнутой системе нижней базы АВФ, адаптированной к анатомии стопы (фиг. 2 и 4), когда оба полукольца соединена в разных параллельных плоскостях, и расстояние между ними равно или чуть превышает расстояние от тыла до подошвы стопы. При этом, чем больше расстояние между плоскостями обеих полуколец, тем длиннее и, соответственно, менее устойчивы к сгибанию, соединяющие их резьбовые штанги. Поэтому, соединение между полукольцами нижней базы выполнено сдвоенными резьбовыми штангами (поз. 5) и соединяющими их пластинами (поз. 6) с гайками (поз. 3), что обеспечивает более чем двукратный запас устойчивости резьбовых штанг (поз. 5) на сгиб при дистракции по трем телескопическим штангам (поз. 4) АВФ. Замкнутость нижней базы АВФ обеспечивает равноудаленность трех телескопических штанг (поз. 4) по всему периметру круга, то есть по секторам в 120 градусов. Это обеспечивает рациональность распределения нагрузки на все три телескопические штанги (поз. 4) и предупреждает их изгиб с искажением дистракционных усилий в системе АВФ при преодолении ретракции мышц, особенно выраженной у молодых пациентов с большой мышечной массой.
Устройство дополнительно оснащено (фиг. 3) эластическим бинтом (поз. 9), шириною 10 см и длинною 150 см (состав: хлопок 75%, полиэстер 8%, латекс 17%), на обоих концах которого в подшитой складке установлен прямой фрагмент спицы Киршнера (поз. 10), диаметром 1,5 мм и длинной 11-12 см, заклипсованный двумя S-образно изогнутыми фрагментами спиц (поз. 11), диаметром 1 мм и длинной 5 см. Меньший изгиб S-образно изогнутых фрагментов спиц имеет диаметр 2-3 мм, а больший - 6-7 мм. Меньший изгиб S-образно изогнутых фрагментов спиц (поз. 11) через складку эластического бинта (поз. 9) заводят за прямой фрагмент спицы Киршнера (поз. 10) и клипсуют (зажимают пассатижами), чем и фиксируют положение как прямого фрагмента спицы (поз. 10) в складке эластичного бинта (поз. 9), так и самих S-образно изогнутых фрагментов спиц (поз. 11) на нем. Другой конец S-образно изогнутых фрагментов спиц (поз. 11) с большим изгибом накидывают на телескопическую штангу (поз. 4) и раскатывают бинт в умеренном натяжении так, чтобы каждый последующий тур бинта накладывался с перекрытием предыдущего тура на 60-70% (фиг. 4). Конец эластичного бинта (поз. 9) тоже оснащен прямым фрагментом спицы Киршнера (поз. 10) с заклипсованными на нем S-образно изогнутыми фрагментами спиц (поз. 11), которые так же накидывают на телескопическую штангу (поз. 4), чем и обеспечивают удержание мягкотканного «гамачка» на внешней раме АВФ. Этот мягкотканный «гамачок» должен быть расположен с той стороны, в которую имеется тенденция смещения костных отломков, имеющих рычаговые свойства. Так, например, из-за асимметричного положения большеберцовой кости в поперечнике сегмента голени и преобладания тяги мышц по задней поверхности голени, костные отломки имеют тенденцию к смещению кпереди с образованием угла, открытым кзади. Следовательно, для предупреждения тенденции образования этой деформации мягкотканный «гамачок» должен располагаться спереди, для чего эластический бинт (поз. 9) раскатывают на двух задних телескопических штангах (поз. 4) и на передней поверхности сегмента голени (фиг. 5), дозируя степень давления на костные отломки степенью натяжения эластического бинта. Если костные отломки находятся в нейтральном положении или имеют тенденцию к смещению кзади, то эластический бинт (поз. 9) раскатывают на двух задних телескопических штангах (поз. 4) и на задней поверхности сегмента голени (фиг. 6). В зависимости от тенденции смещения костных отломков - не только кпереди или кзади, но и вбок -возможны и другие варианты расположения «гамачка» (фиг. 7). В случае появления у пациента болевого синдрома необходимо произвести коррекцию повязки - ослабить или усилить натяжение эластичного бинта или же изменить уровень его расположения на поврежденном сегменте конечности.
Применяют данное устройство следующим образом (фиг. 2 и 4). При поступлении пострадавшего с политравмой, в составе которой имеется диафизарный перелом костей голени, через проксимальный метаэпифиз болынеберцовой кости в поперечной плоскости проводят пару взаимно перекрещивающихся спиц Киршнера с углом их перекреста в 50-90 градусов. Спицы фиксируют в натяжении на спицефиксаторах (поз. 8) в верхней базе АВФ, состоящей из двух полуколец (поз. 1), соединенных при помощи болта (поз. 2), телескопической штанги (поз. 4) и гаек (поз. 3). Мануально устраняют грубое смещение костных отломков по оси, периферии и частично длине, и через пяточную кость в поперечной плоскости проводят пару взаимно перекрещивающихся спиц Киршнера с углом перекреста спиц в 45-85 градусов. Спицы фиксируют в натяжении в нижней базе АВФ, соединенной с верхней базой тремя равноудаленными телескопическими штангами (поз. 4) и состоящей из двух полуколец (поз. 1), установленных в двух параллельных плоскостях и соединенных резьбовыми штангами (поз. 5), пластинками (поз. 6), шайбами с прорезью (поз. 7) и гайками (поз. 3), чем обеспечивают замкнутость нижней базы, адаптированной к анатомии стопы пациента. Затем по всем телескопическим штангам (поз. 4) создают равномерную дистракцию с некоторым (на 0,5-1,5 см) переудлинением поврежденного сегмента голени, что еще больше нивелирует смещение костных отломков за счет принципа лигаментотаксиса (натянутые мягкие ткани обжимают со всех сторон костные отломки, тем самым нивелируя их смещение по оси и ширине).
После создания равномерной дистракции по телескопическим штангам (поз. 4) выполняют раскатывание эластичного бинта (поз. 9) на двух из них - в зависимости от направления тенденции смещения костных отломков. Вся манипуляция выполнения первичной стабилизации диафизарных переломов голени занимает 15-20 минут.
Пример применения устройства
В качестве примера применения устройства для первичной стабилизации диафизарных переломов голени при политравме приводим следующее наблюдение. Больной А., 1971 г.р. (48 лет), поступил в отделение сочетанной травмы РЦТО в г. Махачкале 02.03.2020 г. в 11.30. с диагнозом: Сочетанная автодорожная травма: Ушиб головного мозга легкой степени. Ушиблено-рваные раны нижней губы. Закрытая травма таза. Разрыв правого крестцово-подвздошного сочленения и лонного сочленения. Разрыв мочевого пузыря. Открытый оскольчатый перелом обеих костей средней трети правой голени со смещением отломков. Травматический шок II степени. По карте осмотра мультидисциплинарной бригады общий балл повреждения (ISS) составил 34, что соответствовало нестабильному состоянию пострадавшего (26-40 баллов). Обстоятельства травмы: больной доставлен через 40 минут после травмы попутным транспортом с места ДТП (автонаезд) в тяжелом состоянии. Пульс - 110 в минуту, АД - 70/40 мм рт.ст.; ЧДД - 28 в минуту. Локально отмечается деформация и патологическая подвижность правой голени на уровне средней трети сегмента с косо-продольной умеренно кровоточащей ушибленной раной на передне-внутренней поверхности голени, размерами 3,5×1,5 см. Рентгенологически отмечается разрыв правого крестцово-подвздошного сочленения; разрыв и расхождение (2 см) лонного сочленения; оскольчатый перелом обеих костей средней трети голени со смещением отломков и наличием крупного осколка большеберцовой кости.
Больному налажена катетеризация подключичной вены, подключена инфузионная терапия, анальгетики, антибактериальное лечение и спустя два часа после поступления в стационар на фоне стабилизированной гемодинамики (пульс - 90-100 в минуту, АД - 120/70 мм рт.ст.) выполнены операции: ПХО ран нижней губы и правой голени; Ушивание ран мочевого пузыря; Эпицистостомия; АВФ на таз и правую голень. На голени было применено заранее скомпонованное устройство для первичной стабилизации диафизарных переломов голени следующим образом. Через проксимальный метаэпифиз большеберцовой кости в поперечной плоскости проведена пара спиц Киршнера с углом их перекреста в 60 градусов. Спицы фиксированы в натяжении на спицефиксаторах в верхней базе АВФ, состоящей из двух полуколец, размерами 180 мм, соединенных при помощи болта, телескопической штанги и гаек. Мануальной тягой за пятку устранено видимое смещение костных отломков по оси, периферии и длине, и через пяточную кость в поперечной плоскости проведена пара взаимно перекрещивающихся спиц Киршнера с углом перекреста спиц в 45 градусов. Спицы закреплены в натяжении в нижней базе АВФ, соединенной с верхней базой тремя равноудаленными телескопическими штангами и состоящей из двух полуколец, установленных в двух параллельных плоскостях и соединенных резьбовыми штангами, пластинками, шайбами с прорезью и гайками, чем обеспечена замкнутость нижней базы, адаптированной к анатомии стопы пациента. Затем по всем телескопическим штангам создана равномерная дистракция с переудлинением поврежденного сегмента голени на 1 см. Для нивелирования рычаговых свойств отломков большеберцовой кости выполнено раскатывание эластичного бинта на двух задних телескопических штангах с созданием мягкотканого «гамачка» по задней поверхности средней трети голени. Рентгенологически отмечено удовлетворительное положение костных отломков.
В дальнейшем, после стабилизации общего состояния пациента и заживления ушибленной раны голени выполнена конверсия АВФ на голени в погружной остеосинтез: 11.03.2020 г. Операция: Блокируемый антеградный интрамедуллярный остеосинтез 9-мм стержнем без рассверливания костномозгового канала со статическим блокированием. При этом устройство для первичной стабилизации диафизарных переломов голени было демонтировано после интраоперационной рентгеноскопической верификации введения конца стержня в дистальный костный отломок. Следовательно, наличие АВФ существенно облегчило и ускорило процесс интрамедуллярного шинирования костных отломков, сделав его менее трудоемким. Послеоперационный период протекал без осложнений. Пациент выписан на амбулаторное лечение 16.03.2020 г. Результат лечения расценен нами как хороший.
Признаки изобретения, отличительные от прототипа
Конструктивными особенностями (отличительными признаками от прототипа) устройства для первичной стабилизации диафизарных переломов голени при политравме являются:
- в верхней базе внешней рамы АВФ крайние отверстия обоих полуколец спереди одновременно использованы для соединения между собой и установки в них телескопической штанги;
- в нижней базе внешней рамы АВФ крайние отверстия заднего полукольца одновременно использованы в качестве узла фиксации с передним полукольцом посредством резьбовых штанг и для фиксации спиц Киршнера встречным завинчиванием гаек на надетых на резьбовые штанги шайбах с прорезью;
- оба полукольца нижней базы АВФ находятся в двух параллельных плоскостях;
- оба полукольца нижней базы АВФ соединяют резьбовыми штангами и пластинками, и расстояние между ними равно или чуть превышает расстояние от тыла до подошвы стопы;
- соединение между полукольцами нижней базы АВФ выполнено сдвоенными резьбовыми штангами и соединяющими их пластинами с гайками;
- замкнутость нижней базы АВФ обеспечивает равноудаленность трех телескопических штанг по всему периметру круга, то есть по секторам в 120 градусов;
- устройство дополнительно оснащено эластическим бинтом, шириною 10 см и длинною 150 см;
- на обоих концах эластического бинта в подшитой складке установлен прямой фрагмент спицы Киршнера, диаметром 1,5 мм и длинной 11-12 см, заклипсованный двумя S-образно изогнутыми фрагментами спиц, диаметром 1 мм и длинной 5 см;
- меньший изгиб S-образно изогнутых фрагментов спиц имеет диаметр 2- 3мм, а больший - 6-7 мм;
- меньший изгиб S-образно изогнутых фрагментов спиц через складку эластического бинта заводят за прямой фрагмент спицы Киршнера и клипсуют, чем и фиксируют положение прямого фрагмента спицы в складке эластичного бинта и расположение самих S-образно изогнутых фрагментов спиц на нем;
- другой конец S-образно изогнутых фрагментов спиц с большим изгибом накидывают на телескопическую штангу и раскатывают бинт в умеренном натяжении так, чтобы каждый последующий тур бинта накладывался с перекрытием предыдущего тура на 60-70%;
- конец эластичного бинта тоже оснащен прямым фрагментом спицы Киршнера с заклипсованными на нем S-образно изогнутыми фрагментами спиц, которые так же накидывают на телескопическую штангу, чем и обеспечивают удержание мягкотканного «гамачка» на внешней раме АВФ.
Технический результат (преимущества перед прототипом) устройства для первичной стабилизации диафизарных переломов голени при политравме:
- сочетание использования передних крайних отверстий полуколец верхней базы АВФ для их соединения в кольцо и для установки в них телескопической штанги для соединения с нижней базой АВФ обеспечивает больший диапазон варьирования перекреста спиц и равноудаленность трех телескопических штанг;
- сочетание использования крайних отверстий заднего полукольца нижней базы АВФ в качестве узла фиксации с передним полукольцом посредством резьбовых штанг и для фиксации спиц Киршнера встречным завинчиванием гаек на надетых на резьбовые штанги шайбах с прорезью обеспечивает больший перекрест спиц Киршнера, проведенных через пяточную кость, и, следовательно, прирост стабильности в створе тупого угла этого перекреста спиц и исключение сдвига по ширине в створе острого угла;
- использование данного принципа многофункциональности в верхней и нижней базах АВФ делают его внешнюю раму более рациональной, стабильной и устойчивой;
- соединение обоих полуколец нижней базы АВФ резьбовыми штангами и пластинками обеспечивают устойчивость в замкнутой системе нижней базы АВФ, адаптированной к анатомии стопы;
- исключение конфликта нижней базы АВФ с передним отделом стопы;
- соединение между полукольцами нижней базы АВФ сдвоенными резьбовыми штангами и соединяющими их пластинами с гайками, обеспечивает более чем двукратный запас устойчивости резьбовых штанг на сгиб при дистракции по трем телескопическим штангам АВФ;
- замкнутость нижней базы АВФ обеспечивает равноудаленность трех телескопических штанг по всему периметру круга, то есть по секторам в 120 градусов, что обеспечивает рациональность распределения нагрузки на все три телескопические штанги и исключает их изгиб с искажением дистракционных усилий в системе АВФ при преодолении ретракции мышц даже у пациентов с большой мышечной массой;
- использование «гамачка» из эластического бинта, раскатываемого в дозированном натяжении и фиксируемого на телескопических штангах с той стороны, в которую имеется тенденция смещения костных отломков, обладающих рычаговыми свойствами, неинвазивно препятствует смещению;
- минимальные инвазивность (4 спицы) и длительность монтажа АВФ (в пределах 20 минут, в том числе и за счет предварительной сборки внешней рамы АВФ) делает устройство оптимальным в остром периоде политравмы и может быть включено в арсенал противошоковых средств.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить эффективность лечения пострадавших с политравмой, в состав которой входят диафизарные переломы костей голени.