Способ демпферного лечения заболеваний позвоночника и демпферный аппарат для его осуществления

Изобретение относится к медицине, а именно к лечению позвоночника в травматологии и ортопедии. Сущность способа: в каждый позвонок вводят пару элементов фиксации, закрепляют на пластинах, при этом в плоскости, перпендикулярной средней линии позвоночника, и в плоскости, перпендикулярной плоскости фиксации, создают управляемые упругие усилия на пары элементов фиксации, в частности, в виде нагрузки с одной или с обеих сторон, что позволяет постоянно поддерживать усилия, нагружая или расслабляя мышцы позвоночника. Изобретение в части устройства обеспечивает возможность лечения заболеваний позвоночного столба посредством поддерживающей демпферной нагрузки и с минимальной травматичностью. Демпферный аппарат содержит соединенные между собой резьбовыми стержнями с возможностью перемещения опорные блоки, каждый из которых выполнен из закрепленных друг с другом пластин, две из которых крайние, а одна промежуточная. На каждой из пластин закреплено по два элемента фиксации позвонка, выполненных в виде стержня-шурупа. С одной стороны пластины соединены упругим элементом в виде пружины с зажимом, установленной на резьбовом стержне, один конец которого свободно размещен в пластине, а второй закреплен в пластине посредством одноосевого шарнира, а с другой стороны - упругим элементом в виде пружины с крюками и резьбовым стержнем, один конец которого закрепляют в пластине гайками, а второй конец соединяют с одним из концов упругого элемента, второй конец последнего соединяют с отверстием пластины. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 11 ил.

 

Изобретение относится к области медицины, в частности к ортопедии и травматологии, а именно к способам лечения заболеваний позвоночника с помощью сжимающих и растягивающих механизмов внешней фиксации, расположенных вдоль позвоночника.

Известен способ задней дифференцированной пружинной фиксации позвоночника, заключающийся в формировании упругой фиксации на участке нестабильного повреждения позвоночника, в котором упругую фиксацию образуют сзади позвоночника с учетом вида нестабильности, характера повреждения позвонков и способа передней фиксации (Заявка РФ 95121456, Опубл. 10.02.1998).

Известен способ дозированной локальной дистракции позвоночника, заключающийся в удалении поврежденного позвонка (диска) после предварительной дистракции позвонков, расположенных выше и ниже поврежденного позвонка (диска), в котором локальную дистракцию осуществляют дозированно и атравматично для позвонков (Заявка РФ 95121455, Опубл. 10.02.1998).

Известен способ передней локальной демпферной фиксации позвоночника, заключающийся в фиксации пораженного отдела позвоночника после удаления тела поврежденного позвонка путем установки вместо последнего фиксирующего элемента, в котором демпферную фиксацию позвонков образуют посредством упругого фиксирующего элемента с заранее рассчитанной величиной упругости между смежными позвонками, в которых предварительно формируют пазы для установки фиксирующего элемента (Заявка РФ 95121453, Опубл. 10.02.1998).

Однако известный способ предусматривает удаление поврежденного позвонка и создание локальной демпферной фиксации позвоночника в области его удаления и установки фиксирующего элемента. Его использование не предназначено для лечения сколиозов под воздействием нагрузок, прикладываемых и поддерживаемых в искривленных областях позвоночника.

Известен задний пружинный фиксатор позвоночника А.В.Кедрова, который состоит из двух параллельных дозированных пружин с верхними крючками и двух кронштейнов для фиксации за стабильный позвонок посредством крюков и винта с болтом и контргайкой, а пружинный эффект достигается за счет осевого действия двух параллельных пружин на уровне минимум одного позвоночного двигательного сегмента (Патент РФ 2103937, Опубл. 10.02.1998).

Однако известный фиксатор предназначен для внутреннего использования.

Известно вспомогательное (дополнительное) оборудование для коррекции поврежденного позвонка, содержащее не менее двух захватывающих элементов для сцепления одной или обеих сторон не менее двух соответствующих позвонков, в то же самое время сцепление параллельных продольных конструкций в виде рамки-опоры через соответствующие ползуны и подвижную основу вышеупомянутых захватывающих элементов и далее включает элементы для регулировки и соединения захватывающих элементов в их взаимное положение или комбинацию из трех ортогональных направлений (Патент US 5,797,910, Опубл. 25.08.1998).

Однако известное вспомогательное оборудование не предусматривает создание дополнительного демпферного усилия при воздействии на участок позвоночника в течение всего срока его использования при лечении пациента.

Известно устройство для внешней фиксации позвоночника, содержащее пару фиксирующих винтов (левый и правый), которые расположены отдельно на множестве тел позвонков для вкручивания в них, соединенные гайками, подобно которым соединены с верхней частью фиксирующих винтов таким образом, что они частично выступают за границы раны и фиксирующее устройство, закрепляющее соединение гаек, или таким способом, что расстояние между ними регулируется снаружи раны (Патент JP 09187465, Опубл.22.07.97).

Однако конструкция известного устройства не предусматривает создание демпферной нагрузки на позвоночный столб в процессе лечения его патологий.

Известно устройство для наружной транспедикулярной фиксации позвоночника, способ его использования и хирургический зажим, содержащее три опорных блока, каждый из которых выполнен из соединенных пластин, на каждой из которых закреплено не менее двух элементов фиксации позвонков, при этом два опорных блока крайние, а один из них - промежуточный, каждый из них взаимосвязан с возможностью перемещения посредством стяжек, при выполнении способа осуществляют чрескостное введение в тела позвонков элементов их фиксации и последующее приложение дистракционных усилий, ляминэктомию и дискотомию краниальных и каудальных дисков позвоночника, находящихся на вершине деформации, и введение в полость каждого диска аутотрансплантатов (Заявка WO 01/56488, Опубл. 09.08.01; Патент - аналог РФ №2220676, Опубл. 10.01.2004 г., Бюл. №1).

Однако в конструкции известного устройства не предусмотрено создание дополнительного поддерживающего демпферного усилия в процессе устранения сколиотической деформации.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа и аппарата, позволяющих лечить заболевания позвоночного столба посредством поддерживающей демпферной нагрузки и с минимальной травматичностью.

Поставленная задача решается тем, что в способе демпферного лечения заболеваний позвоночника, включающем механическую фиксацию позвонков, осуществляют чрескостную фиксацию позвоночника путем введения в каждый позвонок пары элементов фиксации, которые жестко закрепляют на пластинах, при этом в плоскости, перпендикулярной средней линии позвоночника, и в плоскости, перпендикулярной плоскости фиксации, создают управляемые упругие усилия на пары элементов фиксации позвоночника, для этого используют демпферный аппарат для лечения заболеваний позвоночника, содержащий соединенные между собой резьбовыми стержнями с возможностью перемещения опорные блоки, каждый из которых выполнен из закрепленных друг с другом пластин, две из которых крайние, а одна промежуточная, при этом на каждой из пластин закреплено по два элемента фиксации позвонка, выполненных в виде стержня - шурупа, с одной стороны пластины соединены упругим элементом в виде пружины с зажимом, установленной на резьбовом стержне, один конец которого свободно размещен в пластине, а второй закреплен в пластине посредством одноосевого шарнира, а с другой стороны - упругим элементом в виде пружины с крюками и резьбовым стержнем, один конец которого закрепляют в пластине гайками, а второй конец соединяют с одним из концов упругого элемента, второй конец последнего соединяют с отверстием пластины.

В варианте выполнения способа при лечении травм позвоночника в плоскости, перпендикулярной плоскости фиксации, создают упругие одноименные усилия с обеих сторон.

Целесообразно для устранения спондилолистеза позвоночника в плоскости, перпендикулярной плоскости фиксации, создавать упругое усилие с одной стороны.

Патентуемые способ демпферного лечения заболеваний позвоночника и демпферный аппарат для его осуществления поясняют подробным описанием, экспериментальным и клиническим примерами и иллюстрируют схемами и рентгенограммами, на которых

Фиг.1 изображает демпферный аппарат с расположенными вдоль позвоночника упругими элементами для устранения С-образного сколиоза;

Фиг.2 изображает упругий элемент в виде пружины, работающий между блоками на растяжение;

Фиг.3 изображает упругий элемент в виде пружины с крюками, работающий между блоками на сжатие;

Фиг.4 изображает демпферный аппарат с расположенными вдоль позвоночника упругими элементами для устранения S-образного сколиоза;

Фиг.5 изображает демпферный аппарат для лечения спондиломестеза, упругий элемент в котором расположен между опорными блоками;

Фиг.6 иллюстрирует деформированный позвоночник животного (фронтальная проекция) до приложения демпферного усилия;

Фиг.7 иллюстрирует упругий элемент, расположенный вдоль позвоночника, демпферного аппарата (фронтальная проекция);

Фиг.8 иллюстрирует демпферный аппарат (сагиттальная проекция) в режиме исправления деформации, в котором упругий элемент выполнен в виде пружины;

Фиг.9 - копия R-граммы пациентки И. до лечения S-образного сколиоза 4-й степени;

Фиг.10 - копия R-граммы пациентки И. в процессе лечения S-образного сколиоза 4-й степени с помощью демпферного аппарата;

Фиг.11 - копия R-граммы пациентки И. после исправления S-образного сколиоза 4-й степени.

Демпферный аппарат включает в себя блок 1 и 2 (Фиг.1). Каждый из блоков выполнен из соединенных между собой пластин 3, 4, 5 и 6, 7, 8, снабженных отверстиями и пазами. Пластины 3, 4, 5 расположены параллельно и закреплены друг относительно друга стержнями и парами гаек. Аналогично расположены и закреплены пластины 6,7, 8. На каждой из пластин 3, 4, 5, 6, 7, 8 закреплено по паре стержней-шурупов посредством зажимов и гаек.

Блоки 1 и 2 демпферного аппарата соединены между собой. С одной стороны пластины 5 в отверстии расположен свободно один конец резьбового стержня 9. На стержне 9 расположен упругий элемент, выполненный в виде пружины 10 (Фиг.2), которая зафиксирована зажимом 11 (Фиг.1), выполненным в виде гайки. Второй конец этого стержня закреплен посредством одноосевого шарнира 12 с пластиной 6. С другой стороны в отверстие пластины 5 закреплен конец резьбового стержня 13 посредством пары гаек 14 (не показано) и 15. Второй конец стержня 13 соединен с одним из концов упругого элемента 16. Второй конец последнего соединен с отверстием пластины 6. Упругий элемент 16 выполнен в виде пружины, снабжен крюками 17 и 18 (Фиг.3).

Одна из пластин опорного блока 1 (Фиг.1) снабжена элементом крепления 19, в котором закреплен конец упругого элемента, выполненного в виде упругого стержня 20. Второй конец этого упругого элемента расположен в отверстии направляющего элемента 21, который закреплен в отверстии пластины 8 опорного блока 2.

Демпферный аппарат для лечения S-образной кифосколиотической деформации состоит из трех опорных блоков 1, 2, 22 (Фиг.4). Третий опорный блок выполнен из соединенных между собой пластин 23, 24, 25. Крайняя пластина 25 опорного блока 22 соединена с возможностью перемещения с пластиной 3 опорного блока 1. С одной стороны пластины 3 в отверстии расположен один конец резьбового стержня 26. На стержне 26 расположен упругий элемент, выполненный в виде пружины 27, которая зафиксирована зажимом 28, выполненным в виде гайки. Второй конец этого стержня 26 закреплен посредством одноосевого шарнира (не показан) с пластиной 3. С другой стороны в отверстие пластины 3 закреплен конец резьбового стержня 29 посредством пары гаек 30 (не показано) и 31. Второй конец стержня 29 соединен с одним из концов упругого элемента 32. Второй конец последнего соединен с отверстием пластины 25. Упругий элемент 32 выполнен в виде пружины, снабжен крюками 17 и 18 (Фиг.3).

Одна из пластин 8 опорного блока 2 (Фиг.4) снабжена элементом крепления 19, в котором закреплен конец упругого элемента, выполненного в виде упругого стержня 20, который пропущен через направляющий элемент 21. Второй конец упругого стержня 20 расположен в отверстии направляющего элемента 33, который закреплен в отверстии пластины 23 опорного блока 22.

Способ и аппарат используют следующим образом.

Вводят пару стержней - шурупов в каждый из позвонков, расположенных выше и ниже вершины сколиотической деформации. Свободные концы стержней - шурупов крепят к пластинам 3, 4, 5, 6, 7, 8 (Фиг.1). Пластины 3, 4, 5 закрепляют друг с другом резьбовыми стяжками, образуя блок 1. Аналогично закрепляют пластины 6, 7, 8, образуя блок 2.

С одной стороны пластины 5 в отверстии устанавливают свободно один конец резьбового стержня 9. На стержне 9 располагают упругий элемент 10. Упругий элемент 10 изготавливают для этого в виде пружины, которую фиксируют зажимом 11, выполненным в виде гайки. Второй конец стержня 9 закрепляют посредством одноосевого шарнира 12 с пластиной 6. С другой стороны в отверстие пластины 5 закрепляют конец резьбового стержня 13 посредством пары гаек 14 (не показано) и 15. Второй конец стержня 13 соединяют с одним из концов упругого элемента 16, который выполняют в виде пружины и снабжают ее крюками 17 и 18 (Фиг.3).

Одну из пластин опорного блока 1 (Фиг.1), например 5, снабжают элементом крепления 19, в котором закрепляют конец упругого элемента 20, выполненного в виде упругого стержня. Второй конец этого упругого элемента 20 располагают в отверстии направляющего элемента 21, который закрепляют в отверстии одной из пластин опорного блока 2, например 8.

После компоновки демпферного аппарата на третий - четвертый день и до полного исправления С-образной деформации позвоночника осуществляют накручивание гайки 11, что приводит к сжатию пружины 10. С другой стороны раскручивают гайку 15 и накручивают гайку 14, создают усилие растяжения. При этом упругие элементы 10 и 16 позволяют осуществлять управляемую упругую нагрузку на пары элементов фиксации позвонков.

В демпферном аппарате предусмотрен упругий элемент 20. Он может быть выполнен в виде одного или двух упругих стержней. Одни концы упругих стержней жестко закрепляют в элементе крепления 19, который укрепляют на пластине 5 опорного блока 1. Вторые концы упругих элементов 20 свободно располагают в отверстии направляющего элемента 21. Последний закрепляют на пластине 8 опорного блока 2. Упругий элемент 20, расположенный параллельно оси позвоночника, поглощает и перераспределяет механические усилия, создаваемые упругими элементами 10 и 16 демпферного аппарата.

Демпферный аппарат для лечения S-образной кифосколиотической деформации состоит из трех опорных блоков 1, 2, 22 (Фиг.4). Третий опорный блок компонуют из соединенных между собой пластин 23, 24, 25. Крайнюю пластину 25 опорного блока 22 соединяют с возможностью перемещения с пластиной 3 опорного блока 1. С одной стороны пластины 3 в отверстии располагают один конец резьбового стержня 26. На стержне 26 устанавливают упругий элемент, выполненный в виде пружины 27. Последнюю фиксируют зажимом 28 в виде гайки. Второй конец стержня 26 закрепляют посредством одноосевого шарнира (не показан) с пластиной 3. С другой стороны в отверстие пластины 3 закрепляют конец резьбового стержня 29 посредством пары гаек 30 (не показано) и 31. Второй конец стержня 29 соединяют с одним из концов упругого элемента 32, концы которого выполняют в виде крюков 17 и 18. Второй из них соединяют с отверстием пластины 25.

На одной из пластин 8 опорного блока 2 закрепляют элемент крепления 19, в котором фиксируют концы упругих элементов 20, выполненных в виде упругих стержней. При этом упругие стержни 20 свободно вводят в направляющий элемент 21, который закрепляют на пластине 5 опорного блока 1. Вторые концы упругих стержней 20 располагают в отверстии направляющего элемента 33, который закрепляют на пластине 23 опорного блока 22.

После компоновки демпферного аппарата на третий - четвертый день и до полного исправления S-образной деформации позвоночника (фиг.4) осуществляют накручивание гаек 11 и 28 одновременно, что приводит к сжатию пружин 10 и 27 соответственно. С другой стороны раскручивают гайку 15 и гайку 30 (не показано на схеме) и накручивают гайки 14 (не показано на схеме) и 31, создают усилие растяжения. При этом упругие элементы 10 и 16 позволяют осуществлять угловое перемещение опорного блока 1 относительно 2 из одного пространственного положения в другое. Это не только перемещает позвонки, но и поддерживает и корректирует упругие усилия в процессе перемещения позвонков.

Для исключения кифоза в демпферном аппарате для исправления S-образной деформации позвоночника предусмотрен упругий элемент 20, выполненный в виде одного или двух упругих стержней. Одни концы упругих стержней жестко закрепляют в элементе крепления 19, который укрепляют на пластине 5 опорного блока 1. Вторые концы упругих стрежней 20 свободно располагают в отверстии направляющего элемента 21. Последний закрепляют на пластине 8 опорного блока 2. Упругий элемент 20, расположенный параллельно оси позвоночника, поглощает и перераспределяет механические усилия и силы мышц, противодействующие механическим усилиям.

Пример 1. Пример экспериментального использования способа демпферного лечения заболеваний позвоночника и демпферный аппарат для его осуществления.

История болезни экспериментального животного №160 (собака №1342).

Предварительно моделируют сколиотическую деформацию (3-й степени) поясничного отдела позвоночника (Фиг.6).

Проводят две спицы через остистые отростки 12 грудного позвонка и одну спицу через тело первого поясничного позвонка, и одну спицу через тело, а две спицы через остистый отросток пятого поясничного позвонка. Через крылья таза проведено три спицы. Проведенные и натянутые спицы фиксируют к пластинам опорным блокам. Затем компонуют опорные блоки демпферного аппарата, фиксируя их к проведенным через остистые отростки и тела позвонков спицам.

Блоки демпферного аппарата соединяют между собой (Фиг.7, 8). С одной стороны одного блока располагают упругий элемент, выполненный в виде пружины, которая зафиксирована зажимом, выполненным в виде гайки. Один конец стержня свободно расположен в отверстии пластины. Второй конец этого стержня закреплен посредством одноосевого шарнира с пластиной. С другой стороны пластины закреплен конец резьбового стержня, соединенного с одним из концов упругого элемента в виде пружины, снабженного крюками.

Одна из пластин опорного блока снабжена элементом крепления, в котором закреплен конец упругого элемента, выполненного в виде упругого стержня. Второй конец этого упругого элемента расположен в отверстии направляющего элемента, который закреплен в отверстии пластины опорного блока.

Накручивая гайку на конце резьбовом стержня, связанного с пружиной, снабженной крюками, создают демпферное усилие, позволяющее перемещать опорные блоки и соответствующие позвонки. Упругий стержень, расположенный параллельно оси позвоночника, создает упругие дополнительные усилия вдоль позвоночника.

Пример 2. Пример выполнения заявляемого способа при помощи демпферного аппарата.

Больная И., история болезни №2843, 13 лет, находилась на лечении с 08.08.01 года по 03.03.2002 года с диагнозом: диспластический "S"-образный грудо-поясничный сколиоз III-IV степени (Фиг.9). Правосторонний реберный горб.

При поступлении жалобы на деформацию позвоночника в грудном и поясничном отделах. Считает себя больной с 1999 года. Лечилась консервативно, без эффекта. Госпитализирована в отделение нейрохирургии для обследования и оперативного лечения в плановом порядке.

Клиническая картина заболевания при поступлении представлена искривлением позвоночника в грудном и поясничном отделах. Асимметрия треугольников талии и надплечий. В неврологическом статусе грубой патологии нет.

На спондилограммах грудного и поясничного отделов позвоночника определяется "S"-образный сколиоз грудного и поясничного отделов позвоночника с вершиной деформации в грудном отделе на D9-10 углом 50° и дугой противопоставлен с вершиной на L1-2, углом 47°.

21.08.01 г. под эндотрахеальным наркозом выполнен I этап оперативного лечения - поднадкостничная резекция 6, 7, 8, 9, 10, 11 ребер справа на участке до 10 см. Послеоперационный период - без осложнений.

21.09.01 г. выполнен II этап оперативного лечения - закрытое наложение демпферного аппарата фиксации позвоночника (Фиг.10). В послеоперационном периоде производилась коррекция деформации с помощью демпферного аппарата.

23.11.01 г. - произведен III этап оперативного лечения - торакотомия в VII-ом межреберье справа, передний расклинивающий спондилодез D7-8, D8-9, D9-10, D10-11 сегментов имплантатами из никелида титана. Заживление раны первичным натяжением.

25.12.2001 г. - произведен IV этап оперативного лечения - правосторонний внебрюшинный доступ, передний расклинивающий спондилодез L2-3, L3-4, L4-5 имплантатами из никелида титана. Послеоперационный период - без особенностей.

Учитывая данные компьютерной томографии и срок фиксации позвоночника демпферным аппаратом 26.02.02 г., произведен демонтаж аппарата. Изготовлен корсет из поливика.

На контрольных рентгенограммах - определяется S-образный сколиоз с дугой искривления на вершине D8, углом - 11°, дугой противоискривления в поясничном отделе с вершиной на L1 и углом 5°. Коррекция деформации в грудном отделе - 78%, в поясничном - 90% (Фиг.11).

Предлагаемые способ и демпферный аппарат позволяют сократить сроки исправления деформации позвоночника в 1,5-2 раза. Использование пружинных элементов позволяет постоянно поддерживать усилия, нагружая или расслабляя мышцы позвоночника. Конструкция упругих элементов позволяет создавать различные пространственные модели демпферного аппарата, адекватные к биомеханике человека.

Предлагаемый способ и аппарат позволяют достигать косметических результатов за счет гиперкоррекции деформированного позвоночника, что предупреждает рецидивы и осложнения в процессе лечения.

Кроме того, демпферный аппарат прост в изготовлении, монтаже и демонтаже. Используется в отделении нейрохирургии РНЦ "ВТО".

1. Способ демпферного лечения заболеваний позвоночника, включающий механическую фиксацию позвонков, отличающийся тем, что осуществляют чрескостную фиксацию позвоночника путем введения в каждый позвонок пары элементов фиксации, которые жестко закрепляют на пластинах, при этом в плоскости, перпендикулярной средней линии позвоночника, и в плоскости, перпендикулярной плоскости фиксации, создают управляемые упругие усилия на пары элементов фиксации позвонка.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пластины соединяют в блоки, между которыми с двух сторон создают управляемую упругую нагрузку, кроме того, в плоскости средней линии позвоночника создают упругую демпферную нагрузку.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в плоскости, перпендикулярной плоскости фиксации, создают упругие одноименные усилия с обеих сторон.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в плоскости, перпендикулярной плоскости фиксации, создают упругое усилие с одной стороны.

5. Демпферный аппарат для лечения заболеваний позвоночника, содержащий соединенные между собой резьбовыми стержнями с возможностью перемещения опорные блоки, каждый из которых выполнен из закрепленных друг с другом пластин, две из которых крайние, а одна промежуточная, при этом на каждой из пластин закреплено по два элемента фиксации позвонка, выполненных в виде стержня-шурупа, отличающийся тем, что с одной стороны пластины соединены упругим элементом в виде пружины с зажимом, установленной на резьбовом стержне, один конец которого свободно размещен в пластине, а второй закреплен в пластине посредством одноосевого шарнира, а с другой стороны - упругим элементом в виде пружины с крюками и резьбовым стержнем, один конец которого закрепляют в пластине гайками, а второй конец соединяют с одним из концов упругого элемента, второй конец последнего соединяют с отверстием пластины.