СПОСОБ ХИРУРГИЧЕСКОЙ ФИКСАЦИИ НЕСТАБИЛЬНЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ ТАЗА И ДЛИННЫХ КОСТЕЙ КОНЕЧНОСТЕЙ И СТЕРЖНЕВАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2004 года по МПК A61B17/56 A61B17/68 

Оба изобретения относятся к разделу медицины, к методам и инструментарию хирургического лечения травм и разрушений таза и длинных костей, а конкретно для репозиции и дальнейшей стабилизации и/или соединения фрагментов костей, возникших при травматических разрушениях, с помощью стержневой системы.

Впервые единичные конкретные описания операций по остеосинтезу таза и длинных костей появились в 20-х годах, затем во множестве в середине 40-х и с тех пор информация о них появляется непрерывно. Однако все сообщения единодушно подтверждают неэффективность способа фиксации костей таза из-за того, что анатомически тазовая область является сферой повышенной опасности в связи с расположением в ней прямой кишки, мочевого пузыря, как источников инфекции, а также в связи с расположением на костях таза, внутри костей и вблизи них, артерий, вен, нервов, которые легко повреждаются, кроме того, тазовые кости, в основном, являются губчатыми и при их разрушении происходит большая кровопотеря и образование больших скрытых скоплений крови в полости таза и живота. Все эти факторы сдерживают развитие способов хирургии таза, оставаясь уделом хирургов высочайшей квалификации. Проведение операций по внутреннему остеосинтезу длинных костей конечностей с использованием существующих методик предполагает выполнение обширных разрезов, обнажения и, нередко, скелетирования, места перелома, что является причиной дополнительной травмы, значительной кровопотери, замедления или нарушения процессов сращения перелома, а также фактором риска повреждения кровеносных сосудов и нервов, возникновения инфекционных осложнений.

В таком же состоянии развития находится и инструментарий для выполнения этих операций. В основном, он представляет собой различные варианты рамных конструкций, которые располагаются снаружи конечностей, при фиксации таза охватывают тело больного спереди и при помощи системы зажимов и стержней фиксируют положение костей, откорректированное хирургом. Такой каркас остается на теле больного до полного сращения костей, что продолжается 1,5-2 месяца и более. Дальнейшее развитие этого способа и его инструментария привело к появлению наружных же стержневых систем различной конфигурации - трапецеидальной, прямоугольной и треугольной, скрепляемой жестко посредством гаек и зажимов на винтах, вкручиваемых в кости [1. Mears D.C., Modern concepts of external skeletal fixation of the pelvis; Clin. Ortho. Relat. Res. 151: 65-72, 1980; 2. Brown T.D., Stone J.P., Schuster J.H. et al. External fixation of unstable pelvic ring fractures: comparative rigidity of some current frame configurations // Med. Biol. Eng. Comput.- 1982.-Vol. 20, 6.-P. 727-733; 3. Maurer F. Pelvic trauma - а diagnostic and therapeutic challenge // Aktuelle Traumatol.-1993.-Vol. 23, 1.-P 42-49].

Однако способы внешней фиксации костей обладают целым рядом недостатков: во-первых, как механическая система и рамные, и стержневые соединения, в принципе, сводятся к схеме - балка, закрепленная одним концом, и которая должна рассматриваться как рычаг, действующий на кость, и может послужить разрушающим кость инструментом при неудачном (небрежном) обращении с ним, кроме того прочность фиксации костных отломков недостаточная, особенно при лечении нестабильных повреждений таза, что создает угрозу вторичных смещений, сохранения патологической подвижности отломков при воздействии функциональных нагрузок. Во-вторых, и рама, и система стержней значительно снижают качество жизни больного в процессе лечения, психологически плохо переносятся пациентами, требуют длительного пребывания в стационаре. В-третьих, при такой конструкции велика степень инфицирования мягких тканей и развития гнойных осложнений, т. к. элементы рамы (стержней) проходят через открытые отверстия в коже и мышцах в течение всего пост-операционного периода до сращения костей.

Эти недостатки вынуждали хирургов искать новые способы, допускающие внутреннее расположение элементов фиксирующих отломки костей [4. Tile M. Fractures of the Pelvic and Acetabulum, Williams&Wilkins, Baltimor/London, 1984, P. 135-141; 5. Анкин Л.Н., Анкин Н.Л. Практика остеосинтеза и эндопротезирования. Киев, 1994.-300 с.].

Разработанные способы и наборы инструментов и приспособлений для внутренней фиксации таза и длинных костей конечностей позволили выполнять операции остеосинтеза, при которых правильное сопоставление отломков и их скрепление производили открытым путем, через обширные разрезы с помощью винтов, вкручиваемых в кость или пластин, также прикрепляемых к костям винтами. Остеосинтез лонных костей таза выполняли пластинами, ориентированными перпендикулярно друг к другу и закрепленными винтами на костях (cм. фиг.1. фиг. А и В; рисунок является ксероксом из [2. Fig.10.4]). Заднее полукольцо таза при проведении внутренней фиксации скрепляется системой стержней, гаек и винтов, ввинчиваемых в кость.

Достоинства способа внутренней фиксации длинных костей и таза очевидны - прочность соединения отломков значительно выше, по завершении операции (рана зашита) возможность внешней инфекции минимизирована; облегчаются движения больному - он может лежать, практически, в любом положении, а его обслуживание значительно удобнее, сокращаются сроки стационарного лечения; вероятность случайного разрушения элементами крепления костей таза близка к нулю. Именно этот способ и стержневая система для его выполнения приняты за ПРОТОТИП.

Однако прототипу способа стабилизации костей таза и длинных костей конечностей также присущи недостатки:
1. Выполнение операций по внутренней фиксации таза и длинных костей осуществляют обширным (длиной 20-40 см) разрезом кожи и мягких тканей, нередко пересечением мышц и сухожилий для обнажения места перелома. Все это является причиной дополнительной травмы для пострадавшего, значительной кровопотери, нарушения репаративных процессов в кости, создает риск повреждения кровеносных сосудов и нервов, нарушения сращения отломков, инфекционных и других осложнений.

2. При креплении пластин на лонных костях таза имеется большая вероятность повреждения магистральных кровеносных сосудов, крупных нервов и семенного канатика, которые проходят по поверхности костей, а также повреждения мочевого пузыря и кишки.

Целью изобретений является уменьшение операционной травмы, минимизации интраоперационной кровопотери, снижение риска инфицирования раны, повреждения кровеносных сосудов, нервов, внутренних органов и т.д., упрощение хирургической техники и повышение удобства проведения операции.

Поставленная цель в способе достигается тем, что рассекают кожу и мягкие ткани над местом травмы, выполняют репозицию костей до нормы, размещают биологически нейтральные элементы фиксации - стержни по обе стороны смещения и разрушения костей, закрепляют их гайками и винтами, вворачиваемыми в кость, и ушивают разрезы при этом, согласно изобретению стержневую систему располагают под тканями вблизи разрушения и смещения, а рассечение кожи и мягких тканей производят только над местом крепления винтов в кость линейными разрезами по обе стороны разрушения и сдвига костей, проводят через один из этих разрезов и мышечные промежутки стержень и выводят его через другой разрез, вворачивают винты в кость, закрепляют стержни на винтах посредством шайб и гаек; при этом при фиксации лонных костей место вворачивания винтов выбирают таким образом, чтобы при закреплении стержней на винтах между стержнем и лонной костью оставался промежуток над местом прохождения кровеносных сосудов и нервов. Кроме того, способ хирургической фиксации таза отличается еще и тем, что при многофрагментарном разрушении лонной кости закрепление одного конца стержня производят на одной подвздошной кости и другого конца стержня - на другой подвздошной кости.

1. Поставленная цель в стержневой системе для осуществления способа хирургической фиксации повреждения таза и длинных костей конечностей, содержащая стержни, винты с конической резьбой и сферической головкой и шайбы с гайками для закрепления винтов к стержням, в центре сферических головок винтов закреплены стержни с метрической резьбой для гаек и с не более чем тремя канавками для слома стержня, шайба выполнена в виде зажима, губки которого имеют полукруглые вырезы, а в отверстии шайбы выполнена двухсторонняя сферическая зенковка для сферической головки, причем поверхность шайбы, обращенная к гайке, выполнена сферически выпуклой, а гайка на стороне, обращаемой к шайбе, имеет буртик 1,3-1,5 основного размера гайки с полусферическим соосным углублением, радиусом, равным радиусу сферически выпуклой поверхности шайбы, на концах стержней выполнены шлицы, развернутые на 90^o относительно друг друга, при этом коническая резьба на винтах выполнена типа "саморез".

Сопоставительный анализ с прототипом по способу показал, что заявляемый способ отличается применением межмышечного расположения элементов конструкции стержневой системы, которые не прилегают к кости, не оказывают давления на надкостницу и не нарушают ее трофики, стержни которой вводят в линейные разрезы в мягких тканях по обе стороны разрушений, проводят их через мышечные промежутки. А также отличается и фактом межмышечного расположения стержней на длинных костях конечностей, примененного впервые в мировой практике. Это указывает, что он соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявляемого способа с другими способами хирургии повреждений таза и длинных костей не позволило выявить признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа и поэтому он соответствует критерию "изобретательский уровень".

Тот факт, что к настоящему времени уже выполнено 7 операций и все они окончились благополучным исходом и выздоровлением больных, позволяет сказать, что он соответствует критерию "применимости".

Сопоставление заявляемой стержневой системы с прототипом показало, что он содержит ряд новых признаков, а именно геометрией головок, наличием шайбы и гайки особых форм, поэтому она отвечает критерию "новизна".

При изучении других источников известных технических решений в области хирургии таза признаки, отличающие заявленное изобретение от прототипа, не были выявлены, и это позволяет считать, что оно отвечает критерию "изобретательский уровень".

К настоящему времени изготовлено 16 комплектов набора, из которых, как отмечалось выше, уже использованы 7 и способствовали успеху операций. Это подтверждает факт соответствия стержневой системы критерию "промышленно применима".

Изобретения поясняются чертежами.

Фиг. 1 - (ксерокопия из [2] прототипа), здесь на фиг.А - показано пунктиром место разреза для доступа к лонному сочленению костей, на фиг.В - применение стяжки разошедшихся костей регулируемым зажимом, размещение пластин под прямым углом друг к другу, винт резьбой типа "саморез".

На фиг. 2 - винт с резьбой саморез, которая вворачивается в кость, со сферической головкой 2, стержнем 3 на ней с метрической резьбой и канавками слома 4; фиг.3 - гайка 5 со сферическим углублением снизу буртика 6; фиг.4 - шайба зажимная с полукруглыми губкам 8, полусферическими зенковками 9 и сферической конфигурацией 10 вершины (пунктир показывает отсутствующую часть из-за зенковки); фиг.5 - стержень фиксации 11 со шлицами 12, развернутыми на 90^o относительно друг друга; фиг.6 - расположение и места закрепления винтов и стержней на лонных костях системы стержней для фиксации лонных костей при их многофрагментарном разрушении; фиг.7 представляет сборку винта 1, гайки 5, зажимной шайбы 7 и стержня 11; фиг.8 - схематическое изображение фиксации перелома бедренной кости с внутренним расположением стержневой системы, здесь 13 - место перелома, 14 - места разрезов для введения винтов 15 с зажимными шайбами и гайками, правый крайний длиннее - для проведения стержня 16 в межмышечном промежутке, при способе по прототипу разрез был бы сделан по всей длине стержня.

Примеры осуществления способа.

1-й пример. Больной А. 27 лет, поступил с диагнозом: Закрытые переломы ветвей обеих лонных костей, вертикальный полный перелом крестца справа по линии крестцовых отверстий со смещением отломков.

После подготовки операционного поля в положении больного "на спине" выполнено три разреза кожи и мягких тканей: один - над лонным симфизом длиной 4 см и два - над передними нижними остями подвздошных костей длиной по 2 см. Обнажены лонные кости и нижние передние подвздошные ости, в которые были вкручены 4 винта. На стержневые части их головок помещены прижимные шайбы и гайки. Через разрез 4 см над лонным симфизом к разрезам над остями были предварительно сформированы подкожные каналы и были проведены стержни, концы которых закреплены в прижимных шайбах. Выполнена репозиция отломков с устранением всех видов смещений, после чего затягиванием гаек стержни жестко фиксированы. Выступающие из гаек стержни головок винтов были удалены. Раны ушиты так, что система стержень - элементы его крепления-винты, шайбы и гайки оказались внутри тела под кожей. Больной перевернут в положение "на животе".

На подготовленном операционном поле в положении больного "на животе" сделано два разреза кожи и мягких тканей длиной 3 см над задними верхними остями подвздошных костей, при этом место перелома крестца оказалось между ними. В гребни крыльев подвздошных костей введены винты, а на стержневые части их головок помещены шайбы и гайки. Через один из разрезов под длинными мышцами спины был проведен стержень и выведен во второй разрез. Затем оба конца стержня были заложены в губки шайб. После окончательной репозиции перелома и устранения вертикального смещения половины таза положение костей было зафиксировано затягиванием гаек на обоих концах стержня. Выступающие из гаек стержни головок винтов были удалены путем перелома их по канавке слома у плоскости гайки. После этого разрезы были ушиты.

2-й пример.

Больная Л. 35 лет, поступила с диагнозом: Закрытый оскольчатый перелом обеих ветвей левой лонной кости, разрыв лонного симфиза, вертикальный полный перелом крыла левой подвздошной кости со смещением отломков.

После обработки операционного поля в положении больной "на спине" выполнены два разреза кожи и мягких тканей длиной 2 см: один над углом правой лонной кости в области лонного симфиза, второй - над передней нижней остью подвздошной кости. После обнажения правой лонной и левой подвздошной костей в месте доступа на протяжении 2 см были введены 2 винта, на стержневые части головок которых помещены прижимные шайбы и гайки (Фиг.6). Через разрез в области лонной кости был сформирован подкожный канал, через был проведен стержень, конец которого выведен через второй разрез. Концы стержня закреплены в прижимных шайбах винтов. После проведения репозиции с устранением всех видов смещений затягиванием гаек стержень жестко закреплен. Удалены выступающие над гайками стержневые части головок винтов, раны ушиты так, чтобы конструкция осталась внутри тела под кожей. Больная повернута в положение "на животе".

После обработки операционного поля в положении больной "на животе" произведены два разреза над гребнем левой подвздошной кости длиной 3 см так, чтобы линия перелома оказалась между ними. В гребень крыла левой подвздошной кости введено по 2 винта через каждый разрез, на стержневые части головок которых помещены прижимные шайбы и гайки. Из одного разреза в другой с предварительно сформированном подкожном канале проведен стержень и закреплен в прижимных шайбах. Выполнена репозиция, создана межотломковая компрессия, после чего гайки затянуты, чем жестко зафиксирован стержень. Удалены выступающие над гайками стержневые части головок винтов, раны ушиты.

3-й пример.

Больной С., 42 лет, поступил с диагнозом: Закрытый косой перелом правой бедренной кости на границе верхней и средней трети со смещением отломков, фиг.8.

После обработки операционного поля в положении больного "на спине" по перед-ненаружной поверхности правого бедра по одной линии выполнены пять разрезов-проколов кожи и мягких тканей длиной 1,5 см и один, верхний, длиной 3 см, так чтобы три из них оказались выше места перелома и три - ниже. Через верхний разрез к нижнему в межмышечном промежутке проведен стержень, который удерживали специальным держателем. После предварительного проведения отверстий под винты при помощи медицинской электродрели, сверла и направителя в кость вкручены винты по обе стороны от стержня так, чтобы угол между ними составил от 65-75^o. На стержневые части головок винтов помещены прижимные шайбы и гайки, которыми зафиксирован стержень. После выполнения репозиции и устранения всех видов смещений гайки жестко затянуты. Удалены выступающие над гайками части стержней, раны ушиты так, что конструкция осталась внутри тела.

На фиг. 2-5 представлены элементы стержневой системы. Фиг.2 дает конструкцию винта крепления 1. На нижней его части выполнена коническая резьба, обеспечивающая наиболее прочное и жесткое соединение винта и кости, типа "саморез", а головка имеет две части - сферическую 2 диаметром 8-9 мм и стержневую 3 со стандартной метрической резьбой, на которую нанесены канавки слома 4, которые облегчают после затяжки гайкой сломать лишнюю, выступающую над гайкой часть стержня. Обычно, в подавляющем большинстве случаев, затяжка гайки производится так, чтобы нижняя канавка не выходила за уровень плоскости гайки, тогда неровности на месте слома при ушивании раны не будут травмировать мягкую ткань. Слом по верхней канавке производят редко - в случаях, когда винт может быть установлен в углублении и отсутствует возможность закрепить фиксирующий стержень у сферы головки. На фиг.3 показана шестигранная гайка 5, имеющая буртик большего диаметра, в котором выполнено сферическое углубление 6. На фиг.4 дана шайба зажимная с полукруглыми губками 8, в которые вставляется зажимаемый стержень фиксации. При этом на обеих ее сторонах выполнена полусферическая зенковка диаметром 10-11 мм и глубиной 4-5 мм, кроме того, сторона шайбы, обращенная к гайке, имеет сферическую выпуклую конфигурацию 10, сочленяемую при сборке с углублением 6 в гайке. Фиг. 5 представляет стержень фиксации 11 со шлицами 12, развернутыми на 90^o друг относительно друга.

Работает стержневая система следующим образом (Фиг.6, 7, 8). После того как ввинчены два винта в кость (по обе стороны травмы), на их головку 2 надеваются шайбы 7 и гайки 5. Затем в губки 8 шайб вставляют стержень 11. Поскольку конфигурация таза и длинных костей конечностей не являются плоскостью и винты вкручиваются вручную, то углы между осями стержень-винт практически всегда не равны 90^o, поэтому сферическое углубление шайбы скользит по сфере головки, и стержень головки смещается внутри верхней зенковки, заставляя гайку скользить по сфере верхней части шайбы. После репозиции костей таза гайки затягиваются и губки зажимают стержень с силой, достаточной для осуществления неподвижной фиксации костей таза.

Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедии и травматологии, и может быть применимо для хирургической фиксации нестабильных повреждений таза и длинных костей конечностей. Рассекают кожу и мягкие ткани только над местом крепления винтов в кость линейными разрезами по обе стороны разрушения и сдвига костей. Вводят через один из этих разрезов и мышечные промежутки стержень и выводят его через другой разрез. Вворачивают винты в кость. Закрепляют стержни на винтах, располагая стержневую систему под тканями вблизи разрушения и смещения. В частном случае при фиксации лонных костей место вворачивания винтов выбирают так, чтобы при закреплении стержней на винтах между стержнем и лонной костью оставался промежуток над местом прохождения кровеносных сосудов и нервов. В частном случае при многофрагментарном разрушении лонной кости фиксацию костей выполняют двумя стержнями, причем закрепление одного конца стержня производят на одной подвздошной кости и другого конца стержня - на другой подвздошной кости. Стержневая система содержит стержни, винты с конической резьбой и сферической головкой и шайбы с гайками для закрепления винтов к стержням. В центре сферических головок винтов закреплены стержни с метрической резьбой для гаек и с не более чем тремя канавками для слома стержня. Шайба выполнена в виде зажима, губки которого имеют полукруглые вырезы. В отверстии шайбы выполнена двухсторонняя сферическая зенковка для сферической головки. Поверхность шайбы, обращенная к гайке, выполнена сферически выпуклой. Гайка на стороне, обращаемой к шайбе, имеет буртик 1,3-1,5 основного размера гайки с полусферическим соосным углублением радиусом, равным радиусу сферически выпуклой поверхности шайбы. На концах стержней выполнены шлицы, развернутые на 90^o относительно друг друга. Коническая резьба на винтах выполнена типа "саморез". Изобретение позволяет снизить травматичность вмешательства, снизить риск инфицирования и риск повреждения кровеносных сосудов и нервов. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ хирургической фиксации нестабильных повреждений таза и длинных костей конечностей, включающий рассечение кожи и мягких тканей над местом травмы, репозицию костей, размещение биологически нейтральных элементов фиксации - стержней по обе стороны смещения и разрушения, закрепление их винтами, вворачиваемыми в кость, ушивание разрезов, отличающийся тем, что рассечение кожи и мягких тканей производят только над местом крепления винтов в кость линейными разрезами по обе стороны разрушения и сдвига костей, вводят через один из этих разрезов и мышечные промежутки стержень и выводят его через другой разрез, вворачивают винты в кость, закрепляют стержни на винтах, располагая стержневую систему под тканями вблизи разрушения и смещения.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при фиксации лонных костей место вворачивания винтов выбирают так, чтобы при закреплении стержней на винтах между стержнем и лонной костью оставался промежуток над местом прохождения кровеносных сосудов и нервов.3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что при многофрагментарном разрушении лонной кости фиксацию костей выполняют двумя стержнями, причем закрепление одного конца стержня производят на одной подвздошной кости и другого конца стержня - на другой подвздошной кости.4. Стержневая система для фиксации нестабильных повреждений таза и длинных костей конечностей, содержащая стержни, винты с конической резьбой и сферической головкой и шайбы с гайками для закрепления винтов к стержням, отличающаяся тем, что в центре сферических головок винтов закреплены стержни с метрической резьбой для гаек и с не более чем тремя канавками для слома стержня, шайба выполнена в виде зажима, губки которого имеют полукруглые вырезы, а в отверстии шайбы выполнена двухсторонняя сферическая зенковка для сферической головки, причем поверхность шайбы, обращенная к гайке, выполнена сферически выпуклой, а гайка на стороне, обращаемой к шайбе, имеет буртик 1,3-1,5 основного размера гайки с полусферическим соосным углублением радиусом, равным радиусу сферически выпуклой поверхности шайбы, на концах стержней выполнены шлицы, развернутые на 90° относительно одна другой, при этом коническая резьба на винтах выполнена типа “саморез”.