Способ определения смещения мягких тканей относительно кости при ротации сегмента и устройство для его осуществления

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии-ортопедии для уточнения (определения) наиболее рациональных мест введения чрескостных элементов при остеосинтезе аппаратами внешней фиксации. Сущность способа: с помощью предложенного устройства определяют смещение кожи при пронации и супинации, удаляют кожу на трупе с подкожной клетчаткой. Определяют смещение фасций при пронации и супинации. Удаляют фасции, определяют смещение мышц при пронации и супинации и устанавливают наименьшее смещение тканей. Способ позволяет определить позиции на любом уровне любого сегмента, в проекции которых смещение мягких тканей, возникающее при ротации сегмента наименьшее. Устройство для осуществления предложенного способа включает контрольную планку, направители с фиксирующими болтами и щупами, и стержни-шурупы, выполненные с возможностью фиксации к кости, к которым жестко прикреплена базовая опора. Контрольная планка выполнена с возможностью жесткого крепления к базовой опоре в позиции, в которой предполагают произвести исследование смещения мягких тканей. Направители с фиксирующими болтами и щупами расположены на контрольной планке. Плоскость, в которой расположены щупы, проходит через ось кости. Техническим результатом, достигаемым устройством, является глубина и точность сведений о смещении мягких тканей относительно кости при ротации сегмента. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии-ортопедии, и может быть использовано для уточнения наиболее рациональных мест введения чрескостных элементов при остеосинтезе аппаратами внешней фиксации.

Чрескостные элементы (спицы Киршнера, стержни-шурупы Шанца) фиксируют в местах их проведения кожу, фасции, мышцы, сухожилия к кости. Это клинически реализуется в формировании фиксационных контрактур, снижении качества кровоснабжения конечности вследствие изменения условий работы мышечного насоса, воспалении и изменении морфологической структуры мягких тканей, контактирующих с чрескостными элементами.

Известен способ лечения повреждений длинных костей и устройство для его осуществления [Барабаш А.П., Соломин Л.Н. Патент РФ № 2123307]. Принцип данного способа основан на том, что на поверхность кожи каждого уровня для введения чрескостных элементов при помощи специального устройства, наносят маркированную кривую положения кожи при нулевом положении сустава, затем производят сгибательно-разгибательные и отводяще-приводящие движения в смежных суставах с максимальной амплитудой с нанесением на кожу циркулярных кривых, отражающих смещение кожи относительно кости при каждом движении раздельно, после чего измеряют расстояние между исходной кривой и другими линиями, находят минимальное расстояние между кривыми, по которому устанавливают оптимальную точку для введения чрескостных элементов. То есть позицию, в которой смещение кожи при всех исследуемых движениях минимальное.

Данный способ и устройство для его осуществления позволяют определить позиции с минимальным смещением кожи у пациентов, используя контралатеральную неповрежденную конечность.

Однако величины смещения фасций, мышц сухожилий исследованы быть не могут, что, несомненно, снижает качество получаемых знаний и является существенным недостатком данного способа.

Кроме этого, при использовании данных способа и устройства выявлены и другие недостатки:

1. Известное устройство фиксируется к коже при помощи клеола и текстильных застежек. Кожа, как известно, обладает эластичностью и очень подвижна. Таким образом, при движении в суставе устройство само передвигается относительно кости, что неминуемо сказывается на точности измерений.

2. Телескопическая штанга, согласно описанию известного устройства, шарнирно соединена со стояком и ориентируется относительно длинной оси кости с учетом внешних ориентиров сегмента. Все это также предполагает относительно высокую вероятность ошибки, что неминуемо скажется на точности измерений.

3. Согласно известному способу трубку, снабженную источником излучения, ориентируют относительно центра диаметра кости только с учетом внешних ориентиров сегмента, что также сказывается на точности измерений.

4. Индивидуальное определение позиций с минимальным смещением мягких тканей достаточно трудоемкий процесс, который не всегда является необходимым, так как при большинстве ортопедотравматологической патологии компоновки чрескостных аппаратов достаточно унифицированы.

5. Так как при ротации сегмента смещение мягких тканей относительно кости происходит не вдоль оси сегмента, а в плоскости, перпендикулярной ей, то исходная кривая и кривые, отражающие смещение, будут совпадать.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения смещения мягких тканей относительно кости и устройство для его осуществления [Соломин Л.Н. и др. Патент РФ № 2218083], согласно которому выполняют поэтапное исследование смещения кожи, фасций, мышц и сухожилий при помощи устройства, главными отличительными особенностями которого являются жесткая фиксация его на кости, жесткая фиксация направляющих к "базовой" опоре, точная ориентация направляющих относительно длинной оси кости, устройство контроля ориентации исследуемых позиций относительно центра диаметра кости. Устройство состоит из "базовой" опоры, которая жестко крепится при помощи трех стержней-шурупов к кости, и "контрольной" опоры с расположенными на ней двенадцатью направителями. Опоры соединены тремя штангами и могут представлять собой кольца или сектора. Кривые, отражающие смещение кожи, получают аналогично тому, как это описано для предыдущего способа. Затем, послойно убирая мягкие ткани, определяют смещение фасций, слоев мышц, сухожилий. Полученные кривые переносят на миллиметровую бумагу. Оптимальными точками для проведения чрескостных элементов являются те, в которых расстояния между кривыми минимальны. Их локализацию описывают при помощи Метода Унифицированного Обозначения Чрескостного Остеосинтеза.

Однако эти способ и устройство также не позволяют исследовать смещение мягких тканей при ротации сегмента (ротация в плечевом, тазобедренном суставах, супинация и пронация предплечья). Использование позиций с минимальным смещением мягких тканей при ротации для проведения чрескостных элементов позволит свести до минимума опасность возникновения фиксационных ротационных контрактур и воспаления мягких тканей вследствие их хронической травматизации чрескостными элементами.

В связи с этим нами предлагаются способ и устройство для его осуществления, которые позволяют определить величину смещения мягких тканей (кожа, фасции, мышцы, сухожилия) относительно кости при ротации сегмента.

Способ заключается в том, что производят поэтапное послойное исследование величин смещения мягких тканей (кожи, фасций, мышц, сухожилий) при ротации сегмента при помощи специального устройства.

Разработанное устройство показано на фиг.1. Оно состоит из стержней-шурупов - 1, к которым жестко фиксируется "базовая" опора на основе 1/2, 3/4 или 4/4 кольца - 2. К "базовой" опоре жестко фиксируется "контрольная" планка - 3 с расположенными на ней направителями - 4 с фиксирующими болтами - 5. В каждый направитель введен щуп - 6. Количество щупов соответствует количеству исследуемых уровней на сегменте. Все щупы расположены в плоскости, проходящей через продольную ось кости и направлены перпендикулярно этой оси.

Использование послойного изучения смещения мягких тканей при ротации позволяет определить позиции с наименьшим смещением мягких тканей, что необходимо учитывать при проведении чрескостных элементов для профилактики ротационных контрактур.

Стержни-шурупы используют для фиксации "базовой" опоры к кости. Так как стержни-шурупы фиксируются к кости консольно, это удобно при креплении опоры вблизи суставов и создает меньше позиций фиксации мягких тканей к кости. Кроме этого, стержни-шурупы способны обеспечить большую жесткость фиксации "базовой" опоры.

"Базовую" опору крепят жестко к стержням-шурупам для того, чтобы получить жесткую систему опора-кость, необходимую для получения точных данных в процессе эксперимента.

К "базовой" опоре в позиции, в проекции которой исследуют смещение мягких тканей, крепят планку с направителями. Опыт показал, что оптимальное количество исследуемых позиций - 12 (соответственно циферблату часов). Это облегчает восприятие и обработку материала. Соответственно Методу Унифицированного Обозначения Чрескостного Остеосинтеза (МУОЧО) [Соломин Л.Н. и др. Метод унифицированного обозначения чрескостного остеосинтеза // Методические рекомендации МЗ РФ № 2002/134. - СПб, 2004] на каждом сегменте выделяют по 10 уровней. При необходимости количество уровней и позиций может быть изменено.

Фиксирующие болты на направителях необходимы для того, чтобы фиксировать щупы, предотвращая их самопроизвольное удаление в процессе эксперимента.

Для исследования используют трупы людей, умерших от причин, не связанных с заболеваниями и повреждениями опорно-двигательного аппарата.

Используют разработанные способ и устройство для его осуществления следующим образом.

При исследовании смещения мягких тканей на плече и бедре на максимальном удалении от плечевого или тазобедренного сустава в кость вводят 3 стержня-шурупа. Известно, что величина смещения мягких тканей уменьшается по мере удаления от сустава, в котором производят движения. Таким образом, стержни-шурупы следует вводить на уровне дистального метафиза плечевой или бедренной кости [Соломин Л.Н. Автореф. дис.... докт. мед. наук. Иркутск, 1996].

При исследовании смещения мягких тканей на предплечье относительно локтевой кости в проксимальный метаэпифиз локтевой кости вводят 3 стержня-шурупа. При этом используют позиции, в которых смещение кожи при ротации минимально. Используя МУОЧО, это позиции 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 уровня I и позиции 4, 5, 6, 7, 8, 9 уровня II для локтевой кости [Барабаш А.П., Соломин Л.Н. «Эсперанто» проведения чрескостных элементов при остеосинтезе аппаратом Илизарова. 1997].

При исследовании смещения мягких тканей на предплечье относительно лучевой кости в дистальный метаэпифиз лучевой кости также вводят 3 стержня-шурупа. При этом используют позиции, в которых смещение кожи при ротации минимально. Используя МУОЧО, это позиции 1, 9, 10, 11, 12 уровня VII и позиции 1, 11, 12 уровня VIII для лучевой кости.

С использованием известных приемов (выполнение рентгенограмм, использование щупов и т.п.) к стержням-шурупам фиксируют "базовую" опору. К ней жестко крепят планку с направителями в позиции, в которой предполагают произвести исследование смещения мягких тканей. При этом должны выполняться следующие обязательные условия:

1. Кратчайшее расстояние от любой точки края "базовой" опоры до центра диаметра кости должно быть одинаковым.

2. "Контрольная" планка должна быть ориентирована параллельно оси кости.

3. На каждом уровне кратчайшее расстояние от планки до центра диаметра кости должно быть одинаковым.

Сегменту придают нулевое положение ротации. На щупы наносят краситель. Все щупы поочередно выдвигают до упора в кость. В местах контакта щупов с мягкими тканями остаются контрольные метки - точечные отверстия с обрамлением из красителя. Щупы отодвигают от кожи и фиксируют болтами. Затем все метки соединяют. К сегменту в позициях исследования прикладывают полоску прозрачного материала (кальки, целлофана и т.п.). Переносят на него полученную кривую №1 с обозначением всех позиций (по количеству щупов).

Производят исследуемый вид ротации с максимально возможной амплитудой и фиксируют сустав во вновь достигнутом положении. Вновь на щупы наносят краситель, но иного цвета. Выдвигают щупы до упора в кость. В местах контакта щупов с кожей (и другими подлежащими мягкими тканями) остаются отметки. Щупы отодвигают от кожи и фиксируют болтами. Все новые метки соединяют кривой № 2. Вновь к сегменту в тех же позициях прикладывают ту же полоску кальки (целлофана). При этом ее ориентируют таким образом, чтобы концы щупов "контрольной" опоры точно совпали с метками от щупов кривой № 1. На кальку переносят кривую № 2. Таким образом "смещение" кривой № 1 относительно кривой № 2 покажет смещение кожи относительно "нулевого" положения при данном виде ротации.

Обе кривые переносят, для возможности измерений, на миллиметровую бумагу. Обязательным является сохранение обозначения позиций, отмеченных щупами. Это является обязательным потому, что мягкие ткани всех конечностей располагаются эксцентрично относительно кости и расстояние между контрольными позициями находятся на разном расстоянии. Поэтому ошибкой было бы разделить полученную нулевую линию на равные (одиннадцать) отрезков.

Подобный алгоритм действий выполняют для пронации и супинации. Для каждого направления ротации целесообразно использовать отдельный лист миллиметровой бумаги.

После этого на исследуемом сегменте удаляют кожу и подкожно-жировую клетчатку. Вновь выполняют весь названный алгоритм действий по отношении к фасции, за исключением нанесения на кальку (а затем и на миллиметровую бумагу) кривой №1 (нулевое, исходное положение мягких тканей). В результате на каждом миллиметровом листе должно быть три линии: нулевая, смещение кожи и смещение фасции. Контролем точности проведения эксперимента является совпадение выдвигаемых щупов с имеющимися здесь контрольными точечными отверстиями.

Следующим этапом удаляют фасцию и проводят серию экспериментов на мышцах. Отдельные кривые могут быть получены для различных групп мышц (поверхностные, глубокие и т.п.), сухожилий мышц. В результате на листах миллиметровой бумаги должно быть количество линий, адекватное количеству серий экспериментов.

После этого анализируют полученные данные, определяя, в каких позициях смещение мягких тканей при ротации (пронации и супинации) наименьшее.

Клинический пример исследования величин смещения мягких тканей относительно локтевой кости на III уровне предплечья (проксимальная треть) при пронации предплечья, проведенный на трупе № 1815.

Вначале ориентируют "базовую" опору. Для этого используют две спицы одинаковой длины. Через проксимальный метафиз локтевой кости в плоскости, перпендикулярной продольной оси кости, под углом взаимного перекреста 90° проводят две спицы. Эти спицы фиксируют в кольцевой опоре таким образом, чтобы все концы спиц выступали за кольцевую опору на одинаковое расстояние. Таким образом, центр пересечения спиц оказывается в центре кольцевой опоры. В проксимальный метафиз локтевой кости вводят 3 стержня-шурупа. Их фиксируют к опоре, не допуская при этом подгибания стержней-шурупов. После этого к "базовой" опоре фиксируют планку с направителями.

Предплечью придают 0-положение ротации, выдвинули щупы из направителей до упора в кость и обозначили на коже кривую № 1. После этого скопировали кривую на кальку, а с кальки на миллиметровую бумагу, обращая внимание на точность переноса проекций позиций щупов на коже. После этого предплечью придали положение пронации 90°. Вновь выдвинули метки до упора в кожу. В местах контакта щупов с кожей сделали отметки красителем иного цвета. Щупы отодвинули от кожи и фиксировали болтами. Все метки соединили, получив кривую № 2. Кривую перенесли, посредством кальки, на миллиметровую бумагу. Таким образом, смещение кривой № 1 относительно кривой № 2 в миллиметрах показало смещение кожи относительно нулевого ее положения при пронации предплечья на 90° на данном уровне.

После этого с предплечья удалили кожу и подкожно-жировую клетчатку. На фасции, в плоскости планки, под контролем концов щупов, нанесли кривую, соответствующую 0-положению фасции. После этого придали предплечью положение пронации 90°. Вновь выдвинули метки до упора в фасцию. В местах контакта щупов с фасцией сделали отметки красителем. Щупы отодвинули от фасции и фиксировали болтами. Все метки соединили, получив кривую № 3. Кривую перенесли на миллиметровую бумагу. Таким образом, смещение кривой № 3 относительно 0-линии в миллиметрах показало смещение фасции относительно нулевого ее положения при пронации предплечья до 90° на данном уровне.

Подобный алгоритм действий повторили после удаления фасции. Таким образом, была получена кривая № 4, которая позволила оценить смещение мышц на данном уровне предплечья при пронации.

В качестве примера на фиг.2 показаны графики, отражающие смещение мягких тканей относительно локтевой кости на уровне III при пронации.

Использование позиций, в которых смещение мягких тканей при пронации оказалось наименьшим, при проведении чрескостных элементов на данном уровне предплечья позволит уменьшить риск возникновения фиксационных контрактур и снизит опасность возникновения инфекционных осложнений.

Таким образом, предложенные способ и устройство для его осуществления позволяют получить глубокие и точные сведения о смещении мягких тканей относительно кости при ротации сегмента. Эти сведения имеют важное прикладное значение, так как направлены на повышение качества лечения больных методом чрескостного остеосинтеза и укорочение периода реабилитации.

1. Способ определения смещения мягких тканей относительно кости при ротации сегмента, включающий определение смещения кожи, отличающийся тем, что используют устройство по п.2, определяют смещение кожи при пронации и супинации на исследуемом сегменте трупа человека, удаляют кожу, подкожную клетчатку, определяют смещение фасций при пронации и супинации сегмента, затем удаляют фасции и определяют смещение мышц при пронации и супинации на определенном уровне, после чего устанавливают наименьшее смещение тканей.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, включающее контрольную планку, направители с фиксирующими болтами и щупами, и стержни-шурупы, выполненные с возможностью фиксации к кости, к которым жестко прикреплена базовая опора, при этом контрольная планка выполнена с возможностью жесткого крепления к базовой опоре, в позиции в которой предполагают произвести исследование смещения мягких тканей, направители с фиксирующими болтами и щупами расположены на контрольной планке, а плоскость, в которой расположены щупы, проходит через ось кости.