Стержневой аппарат внешней фиксации на бедро

Одним из перспективных направлений в лечении патологии тазобедренного сустава является использование аппаратов внешней фиксации (АВФ) различных модификаций для низведения бедренной кости, реконструкции и декомпрессии тазобедренного сустава.

В настоящее время в странах СНГ наибольшее распространение получили АВФ на основе спиц. Существующие методики применения спицевых АВФ основаны на проведении опорных элементов через крыло подвздошной кости. Недостаточная стабильность фиксации гладких спиц в крыле подвздошной кости приводит к их прорезыванию, развитию воспалительных осложнений. Усиление фиксации достигается увеличением количества спиц, проведенных через одну или обе половины костей таза, а также включением в конструкцию АВФ консольно проведенных стержней. При этом стержни фиксируются в кости одним своим концом, а вторым — в конструкции АВФ. Основным недостатком данного способа является травматизация большого массива мягких тканей, риск ранения сосудов, нервов и органов брюшной полости при проведении гибких спиц.

За рубежом нашли распространение односторонние стержневые аппараты внешней фиксации (АВФ), предусматривающие консольное проведение стержней в тазовую кость. При этом стабильность фиксации достигается меньшим количеством фиксирующих элементов, сравнительно небольшой травматизацией мягких тканей. Однако стабильность и функциональные возможности данных АВФ значительно ниже и используются они в основном для низведения бедра перед реконструктивными вмешательствами. При консольном введении стержня в губчатой костной ткани надвертлужной области таза со временем может возникнуть потеря его стабильности вследствие рассасывания вокруг фиксатора. Риск данного осложнения уменьшается при применении транссегментарных стержней.

Недостатки, свойственные существующим вариантам АВФ, заставляют искать альтернативные варианты проведения опорных элементов через кости таза, позволяющие при меньшей травматизации мягких тканей обеспечить надежную фиксацию АВФ.

Цель исследования: провести теоретический топографо-анатомический анализ возможной травматизации мягких тканей области таза при использовании различных типов и вариантов компоновок АВФ для лечения патологии тазобедренного сустава.

Материал и методы

С 2001 г. в клинике детской ортопедии ИППС им. проф. М.И. Ситенко для выполнения реконструктивных вмешательств на тазобедренном суставе у детей с дислокациями в тазобедренном суставе используют стержневые АВФ, предусматривающие проведение транссегментарных стержней через обе половины таза и одностороннюю фиксацию бедра на стороне поражения консольно проведенными стержнями.

За период с 2001 по 2003 г.г. по данной методике прооперировано 10 больных.

Для сравнительного анализа были выбраны четыре наиболее часто используемых варианта компоновки АВФ:

Односторонний стержневой АВФ, предусматривающий консольное проведение стержней в надвертлужную область таза и бедро.
Спицевой АВФ, предусматривающий фиксацию одной половины костей таза пучком спиц и фиксацию бедра перекрестом спиц в средней и нижней трети бедра.
Спицевой АВФ, предусматривающий фиксацию костей таза с обеих сторон пучками спиц и фиксацию бедра на стороне поражения перекрестом спиц в средней и нижней трети бедра.
Спице-стержневой АВФ, предусматривающий фиксацию обеих половин костей таза пучками спиц с дополнительным консольным проведением стержня в передне-нижнюю ость подвздошной кости контралатеральной половины таза и фиксацию бедра на стороне поражения перекрестом спиц в нижней трети бедра.

Результаты и их обсуждение

Первый вариант АВФ (рис. 1) предусматривает консольное проведение от двух до трех стержней в надвертлужную область таза и консольное введение стержней в бедренную кость с наружно-боковой поверхности. При этом тазовые стержни проходят через среднюю и малую ягодичные мышцы, между которыми находится надвертельное клетчаточное пространство с ветвями верхнего ягодичного сосудисто-нервного пучка.

Рис. 1. Аксиальный срез таза. Схема консольного введения стержней

По ходу клетчатки, окружающей верхний ягодичный сосудисто-нервный пучок, надвертельное межфасциальное пространство сообщается с подбрюшинной клетчаткой полости таза. К внутренней поверхности тазовой кости прилежит большая поясничная мышца, ветви внутренней подвздошной артерии, латеральный кожный нерв бедра и париетальная брюшина. Этот вариант проведения стержней имеет следующие недостатки:

Длительная фиксация средней и малой ягодичных мышц приводит к их ослаблению, затрудняет разработку движений в тазобедренном суставе.
Риск повреждения ветвей верхнего ягодичного сосудисто-нервного пучка.
При развитии воспалительных осложнений в области стержней возможно формирование подбрюшинной флегмоны таза.
Риск повреждения брюшины и органов таза при глубоком выхождении стержня за пределы второго кортикального слоя тазовой кости.

Второй вариант АВФ (рис. 2) предусматривает проведение от двух до пяти перекрещивающихся спиц через крыло подвздошной кости, а также проведение двух пар перекрещивающихся спиц в средней и нижней трети бедра. В этом случае по передней поверхности подвздошной кости спицы проходят через портняжную, среднюю и малую ягодичные мышцы, надвертельное межфасциальное пространство, а также напрягатель широкой фасции бедра.

Рис. 2. Аксиальный срез таза. Схема введения спиц при односторонней фиксации костей таза

При проведении пучка спиц в области передне-верхней ости возможно повреждение а. circumflexa ilii profunda (от a. iliaca externa) и а. circumflexa ilii superficialis (от a. femoralis), а также латерального кожного нерва бедра. По задней поверхности крыла подвздошной кости спицы проходят через большую ягодичную мышцу, под которой располагается глубокое клетчаточное пространство. В нем находятся седалищный нерв, нижний ягодичный сосудисто-нервный пучок и срамной сосудисто-нервный пучок. Клетчатка, окружающая нижний ягодичный сосудисто-нервный пучок, сообщается с полостью малого таза. Клетчатка, окружающая срамной сосудисто-нервный пучок, связывает его через малое седалищное отверстие с седалищно-прямокишечным пространством и с полостью малого таза через подгрушевидное отверстие.

По ходу седалищного нерва ягодичное фасциальное клетчаточное пространство связано с задним ложем бедра и с передним ложем бедра через щелевидные промежутки под сухожилием большой ягодичной мышцы и по восходящей ветви а. circumflexa femoris lateralis. При проведении пучка спиц через заднюю поверхность подвздошной кости возможно повреждение ramus iliacus (от а. iliolumbalis) и ее анастомозов с a. circumflexa ilii profunda (от a. iliaca externa), а также ветвей верхней ягодичной артерии, которые анастомозируют с ветвями нижней ягодичной артерии, а. circumflexa femoris lateralis и a. iliolumbalis.

Этот вариант фиксации таза имеет следующие недостатки:

Длительная фиксация большой ягодичной мышцы приводит к ее слабости, рубцовому перерождению, затрудняет разработку движений в тазобедренном суставе.
Риск повреждения подвздошно-поясничной артерии, ветвей верхнего ягодичного сосудисто-нервного пучка и их анастомозов.
При развитии воспалительных осложнений в области спиц возможно развитие подбрюшинной флегмоны таза, распространение инфекции в полость малого таза, седалищно-прямо-кишечную ямку, а также в переднее и заднее ложе бедра.
Большой риск повреждения жизненно важных органов полости таза и сосудисто-нервных образований в результате отклонения гибких спиц при их проведении.

Третий вариант АВФ (рис. 3) предусматривает проведение от двух до пяти перекрещивающихся спиц через крылья подвздошных костей обеих половин таза, а также проведение двух пар перекрещивающихся спиц в средней и нижней трети пораженного бедра.

Рис. 3. Аксиальный срез таза. Схема введения спиц при двусторонней фиксации костей таза

В данном варианте сохраняются все топографические особенности и недостатки, указанные во втором варианте, но с учетом того, что пучки спиц проходят через обе половины таза.

Четвертый вариант АВФ (рис. 4) предусматривает проведение от четырех до пяти перекрещивающихся спиц через крылья подвздошных костей обеих половин таза, проведение стержня в передне-нижнюю ость подвздошной кости контралатеральной стороны, а также проведение пары перекрещивающихся спиц в нижней трети.

Рис. 4. Аксиальный срез таза. Схема введения спиц и дополнительного консольно проведенного стержня при двусторонней фиксации костей таза пораженного бедра

В данном варианте также сохраняются все топографические особенности и недостатки характерные для третьего варианта. Его особенностью является проведение стержня в передне-нижнюю ость подвздошной кости контралатеральной половины таза. При этом стержень дополнительно фиксирует среднюю ягодичную мышцу и мышцу напрягатель широкой фасции бедра. Это может привести к их ослаблению и рубцовому перерождению. Существует риск повреждения брюшины и органов таза при избыточном выхождении стержня за пределы второго кортикального слоя подвздошной кости.

Пятый вариант АВФ предусматривает проведение транссегментарных стержней через подвздошную кость обеих половин таза, а также консольное проведение стержней в среднюю и нижнюю трети бедра. Методика его установки и топографо-анатомические особенности рассмотрены ниже.

Рис. 5. КТ костей таза пациентки П., 13 лет: а — топограмма — фронтальные срезы таза и бедра для определения уровня проведения транссегментарных стержней; б — аксиальный срез таза

После этого осуществляется сборка системы внешних опор АВФ в соответствии с конституцией пациента и задачами оперативного вмешательства.

Вмешательство выполняют под общим обезболиванием. Пациента укладывают на операционный стол с упором под плечи, лопатки и крестец, при этом между тазом и операционным столом остается около 20-30 см. Нижние конечности фиксируются на подставках. На таз пациента надевают собранную систему внешних опор АВФ. Маркером отмечают предварительно выбранный уровень проведения транссегментарных стержней с обеих сторон таза, оптимальные точки входа и выхода фиксирующих элементов, проекции прохождения магистральных сосудов и нервов, а также акупунктурные точки в области введения стержней. Формирование каналов в подвздошной кости осуществляют малооборотистой дрелью с помощью устройства для формирования каналов в костях, которое позволяет обеспечить безопасное проведение транссегментарных стержней с точно заданными точками их входа и выхода из кости. Введение стержней осуществляют вручную с помощью специального ключа. Монтируют конструкцию АВФ: в тазовом кольце фиксируют транссегментарные стержни. Затем консольно проводят стержни в с/3-н/3 бедра по латеральной поверхности и фиксируют в бедренной опоре АВФ.

При использовании данной методики наложения АВФ повреждаются следующие анатомические образования. С передней полуокружности таза стержень проходит через среднюю ягодичную мышцу, при этом могут быть повреждены ветви a. circumflexa femoris lateralis и ветви верхней ягодичной артерии. С задней полуокружности таза стержень выходит через задне-верхнюю подвздошную ость, в области которой нет мышц и сосудисто-нервных образований. Сформированный канал для введения стержня на всем протяжении имеет костные стенки, что обеспечивает стабильную фиксацию АВФ на костях таза. Возможные повреждения мягкотканных образований являются минимальными по сравнению с рассматриваемыми спицевыми системами.

Применение стержневых, спице-стержневых и спицевых АВФ на костях таза сопровождается повреждением мягких тканей различной степени.
При использовании стержневых АВФ достигается минимальная травматизация мягкотканных образований области таза.
Использование КТ в предоперационном периоде позволяет определить оптимальный уровень установки опорных элементов на костях таза.

Показаниями к наложению стержневых аппаратов наружной фиксации служили закрытые и открытые диафизарные и внутрисуставные переломы I—III степени и их сочетания, переломы бедра, голени, плеча и предплечья. Противопоказаний к данному виду операций нет, за исключением нестабильной гемодинамики у пострадавшего с тяжестью травмы по шкале ISS более 40 баллов, когда даже такая малотравматичная операция может привести к срыву неустойчивой компенсации основных жизненных функций организма и летальному исходу. Преимуществами данного вида стабилизации костных отломков является малая травматичность (минимальная кровопотеря, непродолжительное время операции). Практически любой диафизарный или внутрисуставной перелом можно стабилизировать за 20—30 мин.

Отрицательными моментами при использовании стержневых аппаратов наружной фиксации являются трудность последующей репозиции костных отломков при закрытых переломах, а также низкая прочность фиксации перелома при использовании односторонней одноплоскостной рамы. Так, если при открытых переломах можно во время операции точно сопоставить костные отломки и стабилизировать аппаратом, то при закрытых переломах добиться идеальной репозиции практически невозможно. Данный способ остеосинтеза не требует специального дорогостоящего оборудования, поэтому его можно использовать в большинстве травматологических клиник России. Мы считаем, что в остром периоде сочетанной травмы этот вид остеосинтеза показан как мера временной фиксации при любых диафизарных, внутрисуставных переломах и их сочетаниях (типы А1—A3, В1—ВЗ, С1—СЗ), закрытых переломах у наиболее тяжелопострадавших (тяжесть полученных повреждений по шкале ISS от 26 до 40 баллов), а также при лечении тяжелых (II—III степень) открытых переломов (рис. 2-4).

Техника ранней первичной хирургической стабилизации переломов стержневыми аппаратами наружной фиксации следующая. Базовый стандартный набор имплантатов и инструментов для наружной фиксации переломов (рис. 2-5 ):

• штанги (трубки) - диаметр 11 мм, длина 200, 300, 400 мм;

• стержни Штеймана — диаметр 4,5 мм, длина 180 мм;

• винты Шанца - диаметр 4,5 мм, длина 120, 140, 180 мм;

• универсальные зажимы винт—штанга;

Рис. 2-4. Примеры стабилизации переломов с помощью АНФ. а - остеосинтез АНФ простого (тип A3) открытого перелома костей правой голени III степени; б — внешний вид больного, у которого произведена стабилизация переломов бедра и таза с помощью стержневых АНФ.

Рис. 2-5. Основные детали стержневого АНФ. 1 - репозиционные зажимы штанга-штанга; 2 - штанги (трубки); 3 - винты Шанца; 4 - универсальные зажимы винт-штанга.

• репозиционные зажимы штанга—штанга (для монтажа модульных аппаратов);

• сверла спиральные — диаметр 3,2 мм;

• направитель с троакаром;

• отвертка, гаечный ключ.

Для наложения АНФ использовали винты Шанца (стержни Штеймана), штанги, универсальные зажимы. Винты Шанца вводили в костные отломки через разрез — укол длиной не более 0,5 см после рассверливания обоих кортикальных слоев сверлом 3,2 мм (рис. 2- 6).

Рис. 2-6. Последовательность наложения АНФ при открытом переломе (отломки после точной репозиции удерживают костодержатели): а) введение винта Шанца в проксимальный или дистальный отдел длинной кости; б) установка фиксирующей трубки с зажимами; в) введение второго винта Шанца через противоположный конец кости; г) введение и установка промежуточных винтов.

Затем формировали резьбу с помощью метчика и вводили проксимальный и дистальный винты на 3— 4 см выше (или ниже) линий суставов. Винты крепили к штанге необходимой длины универсальными зажимами. Визуально контролировали репозицию отломков, затем аналогично вводили винты Шанца на 3 см выше и ниже линии перелома, фиксировали зажимами к штанге, устраняли смещение по длине, а также по возможности угловые деформации и смещения по ширине.

Внешний фиксатор можно монтировать в виде 4 рамных конструкций, каждая из которых имеет свои особенности. Различают следующие виды рам: односторонняя одноплоскостная, односторонняя двухплоскостная, двусторонняя одноплоскостная, двусторонняя двухплоскостная. В зависимости от типа и локализации перелома применяли различные виды наружной фиксации.

Одностороннюю одноплоскостную раму применяли наиболее часто, так как она подходит для всех случаев (рис. 2-7 ), особенно при диафизарных переломах типов А и В. Односторонняя двухплоскостная рама более эффективна для нейтрализации угловых и ротационных смещений отломков при сложных переломах (тип С), дефектах кости, а также у больных с сочетанной ЧМТ, находящихся в бессознательном состоянии.

Двустороннюю одноплоскостную раму применяли как нейтрализующую или компрессирующую (рис. 2-8), двустороннюю двухплоскостную - при переломах с коротким проксимальным или дистальным фрагментом, когда в него нельзя было ввести более одного винта или стержня (рис. 2-9).

Рис. 2-9. Двусторонняя двухплоскостная фиксация.

Как показано на рис. 2-10, на первом уровне ниже бугристости большеберцовой кости зона безопасности уменьшается до 190°, на третьем — до 140°, но даже в этой зоне передние большеберцовые сосуды и глубокий малоберцовый нерв уязвимы при прохождении латерального кортикального слоя. На четвертом уровне над голеностопным суставом зона безопасности равна 120°, на пятом — гвоздь Штеймана может быть введен ниже уровня голеностопного сустава.

Наиболее часто мы использовали одностороннюю одноплоскостную раму, так как это наименее трудоемкая и технически наиболее простая операция, которая занимает не более 25-30 мин. Стабильность односторонней одноплоскостной фиксации сравнительно небольшая, поэтому мы ее применяли для первичной хирургической иммобилизации переломов в качестве 1-го этапа лечения. В последующем демонтировали аппарат и производили погружной остеосинтез перелома. Односторонняя одноплоскостная фиксация наиболее удобна для хирургической иммобилизации диафизарных переломов большеберцовой, плечевой и бедренной костей. При односторонней одноплоскостной внешней фиксации, кроме того, использовали модульную раму, причем применение ее считаем более предпочтительным, так как она позволяет выполнить репозицию отломков в трех плоскостях. Техника применения модульной системы следующая. В каждый из основных фрагментов вводили по 2 винта Шанца, которые с помощью держателей крепили к коротким штангам. Две короткие штанги соединяли между собой с помощью промежуточной штанги и универсальных замков штанга—штанга. Репозиции перелома достигали после ослабления держателей, соединяющих промежуточную штангу с двумя основными. При неадекватной репозиции промежуточную штангу снимали, а затем после проведения повторной репозиции вновь закрепляли. Для достижения более прочной фиксации, достигнутой в аппарате, модульную раму дополняли одной или двумя сплошными штангами.

Рис. 2 10. Схема безопасного наложения АНФ на голени.

Кроме того, необходимость сборки модульного аппарата возникала в тех случаях, когда нужно было фиксировать смежные сегменты конечностей, например, при наложении АНФ на плечо-предплечье с углом сгибания в локтевом суставе 90° (рис. 2-11).

Если наружную фиксацию решали оставить как окончательный метод лечения, то модульную раму заменяли двумя сплошными штангами. При переломах с клиновидным отломком последний репонировали с помощью винта Шанца. При оскольчатых и косых переломах фрагменты фиксировали пластиной или винтом, а внешний фиксатор применяли как нейтрализующую раму.

При переломах бедра, особенно оскольчатых и сложных, наиболее эффективным оказалось использование односторонней двухплоскостной фиксации. Односторонняя двухплоскостная рама аппарата обеспечивала стабильную фиксацию костных отломков, достаточную для активизации больного с дополнительной опорой на костылях даже при двусторонних переломах бедра.

Рис. 2-11. Фиксация открытого перелома локтевого сустава,
а) до операции; б) после ПХОР и наложения АНФ.

Двустороннюю внешнюю фиксацию применяли, как правило, при открытых и закрытых переломах костей голени. При поперечных переломах аппарат использовали как компрессирующий, при оскольчатых — как нейтрализующий. Техника применения двустороннего аппарата следующая. После репозиции перелома на операционном столе методом скелетного вытяжения на 3 см выше линии голеностопного сустава перпендикулярно большеберцовой кости на 0,5 см кпереди от малоберцовой кости производили разрез—укол и вводили троакар.

Стилет троакара удаляли. Через трубку троакара сверлом рассверливали сквозные отверстия в кости и вводили гвоздь Штеймана. Второй гвоздь вводили таким же образом параллельно первому на 3 см ниже уровня коленного сустава, при этом было важно сохранить и контролировать репозиционное положение отломков. Стержни временно фиксировали на штангах. При неблагоприятном положении фрагментов вновь репонировали их в аппарате. При правильном стоянии отломков вводили третий и четвертый гвозди Штеймана. При поперечных переломах создавали компрессию между отломками, при косых переломах - встречно-боковую компрессию.

Стабильность фиксации при двусторонней внешней фиксации прямо зависела от места введения винтов и стержней. Оптимальный вариант - крайние стержни введены на 3 см от линии проксимального и дистального суставов, а средние — не более чем на 2—3 см от линии перелома. Фиксация отломков стабильнее при минимальном расстоянии между штангами. Стабильность фиксации и предупреждение скольжения кости по стержню достигали дугообразным искривлением стержней и применяя стержни с центральной резьбой.

Применение двустороннего двухплоскостного аппарата мы считаем целесообразным при коротких дистальном или проксимальном фрагментах, когда нет места для введения в отломок второго стержня. Техника двустороннего двухплоскостного остеосинтеза была аналогична вышеописанной, но дополнительно по передней поверхности сегмента конечности вводили 2 винта, которые фиксировали к штанге. Последнюю с помощью зажимов соединяли с другими штангами. Таким образом, разработана техника оперативного вмешательства с применением АНФ, которая различается в зависимости от типа и вида перелома. При открытых переломах операция включала обязательную открытую репозицию перелома и фиксацию АНФ. При закрытых переломах проводили хирургическую иммобилизацию перелома с помощью АНФ без точной анатомической репозиции, но старались устранить ротационные смещения, захождение по длине ивыровнять ось конечности, для чего нами разработаны репозиционный узел аппарата и способ фиксации достигнутой репозиции в АНФ.

При простых и оскольчатых переломах (типы А и В по классификации АО) использовали один из видов одноплоскостного АНФ. Однако в группе пострадавших с сочетанной ЧМТ, а также у больных находящихся в коме, на ИВЛ и требующих постоянного интенсивного ухода, для предотвращения развития несостоятельности фиксации АНФ дополнительно укрепляли перелом путем наложения гипсовой лонгетной повязки. При сложных переломах (тип С по классификации АО) фиксацию осуществляли двухплоскостными аппаратами наружной фиксации, при которых стабильность фиксации костных отломков значительно повышалась.

Закрытый блокируемый остеосинтез гвоздями без рассверливания костномозгового канала

Преимуществом данного способа остеосинтеза является его малая травматичность, так как операция проводится закрытым способом из малых кожных разрезов вне зоны перелома, не сопровождается значительной кровопотерей. Использование различных видов блокирующих гвоздей (UHN, PFN, UFN, UTN) позволяет достичь прочной фиксации при любых видах диафизарных (простом, оскольчатом, сложном) переломов бедра, голени и плеча, а также при сочетании внутрисуставного и диафизарного переломов проксимального отдела бедра. Стабильность фиксации обеспечивает возможность максимально ранней активизации движений в суставах поврежденной конечности и быструю осевую нагрузку на ногу еще до появления рентгенологических признаков консолидации перелома. Поскольку остеосинтез производится закрытым способом, то снижаются требования к состоянию кожных покровов оперируемой конечности, т.е. наличие гранулирующих ран, ссадин, фликтен, сухих некрозов кожи не является противопоказанием к этому виду оперативного лечения.

Недостатками этого способа являются высокая стоимость фиксаторов; обязательное наличие дорогостоящего дополнительного оборудования: электронно-оптического преобразователя (ЭОП), ортопедического стола, большого дистрактора, специальных наборов инструментов (для каждого вида блокирующих гвоздей); лучевая нагрузка на хирургическую бригаду и обслуживающий персонал операционной. Мы считаем, что этот способ остеосинтеза является методом выбора при любых диафизарных переломах бедра, голени, а также при внутрисуставных переломах бедра или их сочетании с диафизарными переломами. Высокая стоимость данного вида фиксаторов и необходимость использования специального дорогостоящего оборудования не позволяют широко внедрить этот способ в практическое здравоохранение России.

В.А. Соколов
Множественные и сочетанные травмы

Аннотация научной статьи по клинической медицине, автор научной работы — Бейдик О. В., Афанасьев Д. В., Левченко К. К., Марков Д. А., Ван Кай

Обсуждаются преимущества остеосинтеза переломов бедренной кости с помощью аппаратов внешней фиксации стержневого типа и интрамедуллярных спиц . Проведено компьютерное моделирование на основе методов механики деформируемого твердого тела спицевого и стержневого аппаратов внешней фиксации.

Treatment of femoral shaft fractures with external fixators of half-pin type

The advantages of performing osteosynthesis using external fixators of half-pin type and intramedullary wires for femur fractures are discussed. Computer modeling has been made on the basis of the methods of mechanics of deformable rigid body of wire-type and half-pin-type external fixators.

Лечение переломов диафиза бедренной кости с помощью аппаратов внешней фиксации стержневого типа

О.В. Бейдик, Д.В. Афанасьев, К.К. Левченко, Д.А. Марков, Ван Кай

Treatment of femoral shaft fractures with external fixators

of half-pin type

O.V. Beidick, D.V. Afanasiyev, K.K. Levchenko, D.A. Markov, Van Kai

Обсуждаются преимущества остеосинтеза переломов бедренной кости с помощью аппаратов внешней фиксации стержневого типа и интрамедуллярных спиц. Проведено компьютерное моделирование на основе методов механики деформируемого твердого тела спицевого и стержневого аппаратов внешней фиксации. Ключевые слова: остеосинтез, аппарат внешней фиксации стержневого типа, спица, компьютерное моделирование.

Keywords: osteosynthesis, external fixator of half-pin type, wire, computer modeling.

Среди всех переломов длинных трубчатых костей диафизарные переломы бедра занимают 2-е место и составляют от 10,4 до 23,9 %. Применение метода Илизарова при лечении больных с переломами диафиза бедра выявило значительные преимущества чрескостного остеосинтеза, однако его удельный вес среди других методов лечения не превышает 8-12 % [1]. Высокая трудоемкость остеосинтеза и большое число специфических осложнений (от 10,8 % до 58,4 %) сдерживают более широкое применение метода наружного чрескостного остеосинтеза. Анатомические и функциональные неудобства, возникающие при остеосинтезе бедра аппаратом Г.А. Илизарова,

опасность повреждения сосудисто-нервных образований, большое число воспалительных осложнений, необходимость специальных приспособлений для обслуживания больных приводит к отказу от этого метода фиксации при выборе тактики лечения данной категории больных. В связи с этим поиск новых путей оптимизации комплексного лечения является весьма актуальным.

Целью проводимых нами математических и клинических исследований явилось совершенствование хирургической тактики лечения больных с переломами диафиза бедренной кости с учётом состояния мягкотканных структур повреждённой конечности.

Нами проведено компьютерное моделирование на основе методов механики деформируемого твердого тела спицевого и стержневого аппаратов внешней фиксации. Проведены электронейромио-графическое, реовазографическое и ультразвуковое исследования повреждённой конечности в сравнении со здоровой для оценки динамики состояния периферического кровообращения и функциональной активности нервно-мышечного аппарата поврежденной конечности при диафи-зарных переломах бедренной кости в процессе остеосинтеза стержневыми аппаратами внешней фиксации при условии интрамедуллярного введения спицы Киршнера, которая вводилась с целью стимуляции эндостального остеогенеза. Клинические методы исследования включали сравнитель-

ный анализ ближайших и отдалённых результатов лечения больных с переломами диафиза бедренной кости, лечившихся с применением спицевых аппаратов внешней фиксации, а также с применением разработанной методики.

Нами проведено компьютерное моделирование на основе методов механики деформируемого твердого тела [1, 2, 5] двух аппаратов: аппарат № 1, состоящий из четырех колец и спиц (рис. 1), и аппарат № 2, включающий четыре пластины и фиксирующие стержни (рис. 2). Компьютерное моделирование аппаратов чре-скостного остеосинтеза осуществлялось с помощью программного комплекса (ПК) Лира 9.0 [3, 4]. Целью исследования является сравнение

двух аппаратов чрескостного остеосинтеза по жесткости фиксации дистального отломка по отношению к проксимальному.

Рис. 1. Конструкция аппарата № 1: поз. 1 - кольцевой элемент; поз. 2 - соединительные стержни; поз. 3 - спицы

Рис. 2. Конструкция аппарата N° 2: поз. 1 - криволинейный брус; поз. 2 - соединительные стержни; поз. 3 - стержневые остеофиксаторы

В таблице 1 указаны вид нагрузки и деформации в точке стыковки дистального и проксимального фрагментов бедренной кости.

Из анализа деформаций видно, что аппарат N 2 значительно (в 5,61:3,813=1,5 раза) превосходит по жесткости на продольные усилия аппарат N 1, но ввиду несимметричности схемы закрепления конец отломка кости получает перемещения по осям Y и Z и значительные повороты. Достоинством аппарата N 2 следует считать высокую жесткость при крутящем моменте. При всех остальных воздействиях аппарат N 1 обеспечивает наиболее жесткую фиксацию отломка кости.

К основным недостаткам аппарата N 1 следует отнести релаксацию предварительного натяжения спиц (снижение напряжений вследствие ряда факторов: времени, температуры), из-за чего спицы требуют постоянного контроля за напряжениями и периодического натяжения. Анатомические и функциональные неудобства, возникающие при остеосинтезе бедра аппаратом Г.А. Илизарова, опасность повреждения сосудисто-нервных образований, большое число воспалительных осложнений, необходимость специальных приспособлений для обслуживания больных приводит к отказу от этого метода фиксации при выборе тактики лечения данной категории больных.

Стержневая компоновка аппарата внешней фиксации позволяет: обеспечивать жесткую фиксацию костных фрагментов; уменьшить риск повреждения важных анатомических образований; уменьшить риск воспалительных осложнений; снизить функциональные ограничения для больного; уменьшить трудоемкость выполнения оперативного вмешательства.

Исходя из результатов проведённых математических исследований, достоинств и недостатков каждого метода фиксации, мы выработали тактику лечения больных с переломами диафиза бедренной кости в зависимости от характера перелома:

1) наиболее оптимальным при остеосинтезе оскольчатых переломов будет применение аппарата с использованием кольцевых опор и стержневых фиксаторов;

2) при остеосинтезе кососпиральных переломов без значительного смещения - полукольцевые опоры и стержневые остеофиксаторы;

3) при поперечных, поперечных оскольча-тых - опоры в виде пластин и стержневые ос-теофиксаторы.

Описание нагрузки X, мм У, мм 7, мм их, град. Иу, град. Ш, град.

1. Продольная сила Р=50 кг -5,610 0,000 0,002 0,000 -0,024 0,000

2. Изгибающий момент Му=50 кг-см -0,005 0,000 0,042 0,000 -0,372 0,000

3. Изгибающий момент М=50 кг-см 0,000 -0,036 0,000 0,001 0,000 -0,320

4. Крутящий момент Мх=50 кг-см 0,000 0,014 0,000 -4,733 0,000 0,001

5. Поперечная сила 0Л=5 кг -0,008 0,000 -0,364 0,000 -0,346 0,000

6. Поперечная сила Qy=5 кг -0,003 -0,365 0,000 0,008 -0,000 0,298

Описание нагрузки X, мм У, мм 7, мм Их, град, Иу, град, Ш, град,

1. Продольная сила Р=50 кг -3,813 -2,834 1,037 0,000 -4,142 -0,528

2. Изгибающий моментМу=50 кг-см -0,729 -1,852 0,800 0,000 -1,556 -0,365

3. Изгибающий момент М=50 кг-см -0,104 -0,774 1,534 0,000 -0,365 -0,750

4. Крутящий момент Мх=50 кг-см 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

5. Поперечная сила Qz=5 кг -0,319 -0,059 -2,238 0,000 -0,468 0,661

6. Поперечная сила Qу=5 кг -0,228 -2,066 0,131 0,000 -0,842 0,001

Разработанная технология остеосинтеза включала в себя использование стержневых фиксаторов, модифицированных стандартных стержней, как консольные, так и сквозных, которые устанавливали в метафизарные и диафи-зарные отделы бедренной кости как перпендикулярно к оси кости, так и оригинальными способами (Патент 2228153 МПК6 А 61 В 17/56 Способ внешней фиксации дистального отдела бедренной кости. - № 2003109006; Заявл. 31.03.2003; Опубл. 10.05.2004, Патент 2228154 МПК6 А 61 В 17/56 Способ внешней фиксации проксимального отдела бедренной кости. -№ 2003109007; Заявл. 31.03.2003; Опубл. 10.05.2004). Первоначальная репозиция проводилась на ортопедическом столе. Проводилась контрольная рентгенография с контрастными метками. В оба отломка вводились остеофикса-торы, которые крепились к наружным опорам. Осуществлялась репозиция остающегося смещения в аппарате внешней фиксации, рентгенологический контроль.

Всем больным на следующий день проводилась активизация, на вторые сутки больные могли самостоятельно стоять около постели с дозированной нагрузкой на оперированную конечность. Проводились физиотерапия, лечебная гимнастика, лечение сопутствующей патологии.

По данной методике нами пролечено 40 больных в возрасте от 15 до 79 лет с различными диафизарными переломами бедренной кости. Контрольную группу составили 40 больных, при лечении которых использовался спицевой аппарат внешней фиксации. Группы сопоставимы по полу, возрасту и социальному статусу.

Клинический анализ пролеченных больных показал, что общее число осложнений при применении методики не превысило 13 %, тогда как при применении спицевого чрескостного остеосинтеза превысило 20 %. Осложнения, возникшие при лечении больных по разработанной методике, включали: прорезывание кожи вокруг остеофик-сатора - 2 наблюдение (5 %), неточность репозиции - 3 наблюдения (7,5 %). Амбулаторно-стационарный принцип лечения позволил сократить общий койко-день до 7-10 дней. Во всех случаях были достигнуты положительные анатомические и функциональные результаты, неудовлетворительных исходов мы не наблюдали.

Исследования сосудов и нервов

Процесс консолидации переломов находится в прямой зависимости от состояния мягко-тканного аппарата травмированной конечности. В связи с этим информация о состоянии периферического кровообращения и нейротрофиче-ского обеспечения является необходимой и актуальной в течение всего процесса лечения пациентов с тем или иным видом повреждения.

В результате исследования мы пришли к следующему заключению: 1) регионарный кровоток у больных с диафизарными переломами бедренной кости в остром периоде характеризуется спазмом магистральных сосудов; 2) в процессе всего периода лечения, несмотря на отсутствие острых локальных проявлений перелома и стабильную фиксацию, на пораженной конечности отмечался разной степени выраженности спазм регионарных артерий, требующий медикаментозной коррекции. Полученные результаты соответствуют картине посттравматических изменений кровообращения, которые не усугубились в связи с остеосинтезом предложенными аппаратами.

Из полученных данных следует, что в первые трое суток после операции существуют ак-сонопатия и миелинопатия седалищного нерва, признаки которых существенно регрессируют в течение первого месяца иммобилизации бедренной кости и продолжают регрессировать в дальнейшем.

Клинический пример. Больной К., 19 лет, поступил в клинику на 6-е сутки после травмы с диагнозом: закрытый оскольчатый перелом левой бедренной кости в средней трети со смещением отломков; состояние после открытой травмы черепа с ушибом головного мозга; перелом основания черепа; субарохноидальная гематома; перелом костей верхней челюсти, носа; множественные ссадины и ушибы мягких тканей лица, туловища, конечностей.

После обследования больного и проведения лечения сопутствующей патологии на 5-е сутки пребывания в стационаре была проведена операция: закрытая репозиция на ортопедическом столе, чрескостный остеосинтез левой бедренной кости аппаратом внешней фиксации стержневого типа и интрамедуллярной спицей. Послеоперационный период протекал без осложнений, проводилась терапия сопутствующей патологии. Больной выписан из стационара на 10-е сутки после операции.

В дальнейшем больной наблюдался амбула-торно. Аппарат снят через 4 месяца после операции. Достигнуто сращения костных фрагментов,

получен благоприятный клинико-анатомический результат. В процессе лечения не наблюдалось никаких осложнений.

Наш опыт показал, что чрескостный остео-синтез стержневыми аппаратами в сочетании с интрамедуллярным введением спицы Киршнера является эффективным средством в лечении больных с диафизарными переломами и деформациями бедренной кости. Применение стержневых остеофиксаторов позволило разработать оригинальные способы остеосинтеза, выполненные на уровне патентов Российской Федера-

ции, которые повысили жесткость и стабильность остеосинтеза, уменьшили отрицательные моменты применения аппаратов внешней фиксации спицевого типа. В результате снизилось число воспалительных осложнений, упростилась техника выполнения оперативных вмешательств, при сохранении положительных свойств, повысилась экономическая эффективность лечения.

1. Моделирование наружного чрескостного остеосинтеза / О. В. Бейдик [и др.]. - Саратов : Изд-во Сарат. мед. ун-та, 2002. - 198 с.

2. Беляев, Н. М. Сопротивление материалов / Н. М. Беляев. - М. : Наука, 1976. - 608 с.

3. Метод конечных элементов в проектировании транспортных сооружений / А. С. Городецкий [и др.]. - М. : Транспорт, 1981. -143 с.

4. ПК ЛИРА, версия 9. Программный комплекс для расчета и проектирования конструкций : справочно-теоретическое пособие / под ред. А. С. Городецкого. - Киев ; М. : Факт, 2003. - 464 с.

5. Самуль, В. И. Основы теории упругости и пластичности / В. И. Самуль. - М. : Высш. школа, 1970. - 288 с.

Читайте также: