СПОСОБ ОСТЕОСИНТЕЗА ПЕРЕЛОМОВ ШЕЙКИ БЕДРА Российский патент 2009 года по МПК A61B17/56 

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии, и предназначено для лечения переломов шейки бедра с использованием фиксаторов, поддерживающих межотломковую компрессию.

Известны способы остеосинтеза переломов шейки бедра фиксаторами, поддерживающими межотломковую компрессию, например, конструкциями Я.Н.Роднина, А.А.Соловьева (Родин Я.Н., Косицина А.М., Решетников Н.П. Наш метод оперативного лечения медиальных переломов шейки бедра с применением компрессионного остеосинтеза. - Труды 1 Всесоюзного съезда травматологов-ортопедов, - М., 1965, с.338-342; Патент РФ №2044522, 1995). После репозиции перелома фиксаторы вводят вдоль продольной оси шейки бедра и используют различные методы стимуляции сращения переломов.

Однако при введении фиксаторов не учитываются особенности перелома и влияние биомеханических факторов, что и является частой причиной неблагоприятных исходов лечения, поэтому фиксаторы, поддерживающие межотломковую компрессию, не получили широкого применения.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ остеосинтеза переломов шейки бедра (Патент РФ №2254085, 2005), включающий репозицию перелома, рентгенометрию с измерением на рентгенограмме двух величин: расстояние от основания головки бедра до нижней точки контакта костных отломков и угол наклона плоскости перелома по Линтону (для идентификации типа перелома и определения места введения фиксатора), определение величины вытягивающего усилия, которое выдерживает фиксатор, без извлечения из головки бедра и определение по таблице силы компрессии фиксаторов, при которой обеспечивается стабильность остеосинтеза данного перелома, с вычислением необходимого количества фиксаторов.

Однако в известном способе необходимо определять и учитывать целый ряд рентгенометрических параметров перелома и выполнения остеосинтеза, а это усложняет и удлиняет операцию, и может приводить к нерациональному проведению фиксаторов, при котором уменьшается стабильность остеосинтеза и ухудшаются исходы лечения. Указанный недостаток связан с отсутствием главных рентгенометрических критериев стабильности перелома и выполнения остеосинтеза.

Технической задачей является упрощение операции остеосинтеза при обеспечении «абсолютной» стабильности фиксации костных отломков. В способе остеосинтеза переломов шейки бедра с использованием фиксаторов, поддерживающих межотломковую компрессию, включающем рентгенометрию, введение фиксатора, измерение вытягивающего усилия, которое выдерживает один фиксатор без извлечения из головки бедренной кости, определение величины силы компрессии и количества фиксаторов по расчетной таблице, согласно техническому решению, на рентгенограмме определяют линию, соединяющую нижнюю точку контакта костных отломков с ближайшей точкой верхнего контура шейки бедра и расстояние между нижней точкой контакта костных фрагментов и точкой основания головки бедра, фиксатор вводят через плоскость перелома перпендикулярно линии, соединяющей нижнюю точку контакта костных отломков с ближайшей точкой верхнего контура шейки бедра и непосредственно под верхним контуром шейки бедра, при этом величину силы компрессии в расчетной таблице определяяют в зависимости от расстояния между нижней точкой контакта костных фрагментов и точкой основания головки бедра.

Введение фиксатора через плоскость перелома перпендикулярно линии, соединяющей нижнюю точку контакта костных отломков с ближайшей точкой верхнего контура шейки бедра, определенной на рентгенограмме, обеспечивает максимальное плечо действия силы фиксатора для обеспечения «абсолютной» стабильности фиксации. Представление в таблице расчетной зависимости величины силы компрессии от расстояния между нижней точкой контакта костных фрагментов и точкой основания головки бедра (точка введения фиксатора относительно основания головки бедра) значительно упрощает и сокращает время выполнения остеосинтеза.

Таким образом, введение фиксаторов на максимальном удалении от нижней точки контакта костных фрагментов и наличие упрощенной расчетной таблицы упрощает операцию при обеспечении «абсолютной» стабильности фиксации костных отломков, что улучшает исходы лечения.

Смещение костных фрагментов под влиянием нагрузки весом тела происходит в виде их разворота и смещения по ширине (что указано в прототипе). И известный способ предусматривает предотвращение обоих типов смещения перелома. Для этого учитывается целый ряд рентгенометрических параметров перелома и выполнения остеосинтеза, влияющих на оба типа смещения. Авторы, используя графический анализ, выявили, что поскольку нагрузка прикладывается к головке бедра эксцентрично по отношению к продольной оси конечности, то она является изгибающей. Нагрузка вызывает изгиб бедра, который проявляется взаимным разворотом фрагментов перелома. Поэтому в первую очередь происходит взаимный разворот костных фрагментов вокруг оси, расположенной в нижней точке их контакта. Вследствие разворота разобщаются поверхности костных фрагментов, и между ними прекращает действовать сила трения (сопротивления смещению), которая препятствовала смещению по ширине. Покажем эти этапы смещения детальнее. Чем вызывается разворот фрагментов перелома? Известно, что характеристикой вращательного действия силы на тело служит момент силы, величина которого определяется произведением силы на ее плечо (Митюшов Е.А., Берестова С.А. Теоретическая механика: Статика. Кинематика. \\ Конспект лекций. - Екатеринбург, 2003 "Изд. УМЦ УПИ" 79с.). При переломах шейки бедра смещающей силой является нагрузка весом тела Р, а величина ее плеча пропорциональна расстоянию от точки вращения О - нижней точки контакта костных фрагментов до точки А - основания головки бедра, через которую проходит вектор нагрузки (Фиг.2). Плечо силы, а следовательно, и разворачивающий момент присутствует при всех переломах. Он вызывает вращение головки (на Фиг.2, по часовой стрелке), в результате которого разобщаются поверхности контакта костных фрагментов. Причем отсутствуют силы, способные препятствовать этому развороту. Следовательно, разворот костных фрагментов является нескомпенсированным при любом минимальном удалении нижней точки контакта костных фрагментов от основания головки бедра. Исключением служат субкапитальные вколоченные переломы, при которых вектор нагрузки конечности может проходить через плоскость перелома. В таких случаях вращательный момент направлен в противоположную сторону и не будет вызывать разобщения костных фрагментов. Поэтому в клинической практике субкапитальные вколоченные переломы нередко выявляют у больных, которые ходят на поврежденной конечности.

Теперь о смещении костных фрагментов по ширине. Смещение происходит только после того, как будет преодолено противодействие силы трения. Величина силы трения (сопротивления смещению) зависит от коэффициента трения костной ткани, который, с рядом допущений, можно считать аналогом коэффициента сопротивления смещению. Авторы определили коэффициент трения костной ткани при трибологическом исследовании. Его значение для опила шейки бедренной кости составило 0,85. Очевидно, что переломы с такой гладкой поверхностью не встречаются. Поэтому следует учитывать реальную силу сопротивления смещению, возникающую из-за неровности поверхностей костных фрагментов. Поэтому коэффициент сопротивления смещению является величиной малоопределяемой, но в любом случае он значительно больше коэффициента трения. Поскольку отсутствует сила препятствующая развороту, то под влиянием нагрузки вначале произойдет разворот, а лишь затем сдвиг фрагментов по ширине, для которого нужно преодолеть сопротивление смещению.

Следовательно, фрагменты перелома смещаются в два этапа: вначале происходит их взаимный разворот, а затем смещение по ширине. Процесс смещения костных фрагментов "запускается" их разворотом. Поскольку смещение по ширине невозможно без разворота, то главным рентгенометрическим критерием стабильности перелома служит параметр, определяющий величину разворачивающего момента, т.е. плеча нагрузки весом тела.

Таким образом, плечо разворота нагрузки весом тела зависит от положения нижней точки контакта костных фрагментов по отношению к основанию головки бедра. Оно увеличивается пропорционально удалению плоскости перелома от основания головки бедра. Поэтому субкапитальные переломы стабильнее чресшеечных. Отметим также, что разворот костных фрагментов не зависит от наклона плоскости перелома, который определяет только силу сопротивления смещению, действующую при отсутствии разворота.

В итоге, главным рентгенометрическим критерием стабильности нефиксированного перелома является параметр, который определяет положение нижней точки контакта костных фрагментов по отношению к основанию головки бедра.

Из представленных данных вытекает, что для стабильной фиксации перелома шейки бедра достаточно предотвратить разворачивающий момент нагрузки весом тела. Его можно компенсировать моментом силы фиксатора, поддерживающего нагрузку. Для этого сила фиксатора должна иметь максимальное плечо. Очевидно, что независимо от расположения плоскости перелома, величина плеча силы фиксатора определяется только расстоянием между фиксатором и нижней точкой контакта костных фрагментов. Причем если рентгенометрические параметры не определяют величину плеча силы фиксатора, то они не влияют на стабильность остеосинтеза. Поэтому их не имеет смысла учитывать при выполнении остеосинтеза.

Исходя из этого, предлагаемый способ предусматривает проведение фиксаторов непосредственно под верхним контуром шейки бедра, перпендикулярно линии, соединяющей нижнюю точку контакта костных отломков с ближайшей точкой на верхнем контуре шейки бедра, который соответствует ширине шейки бедренной кости (Фиг.1). При соблюдении такой методики обеспечивается максимальное плечо действия силы фиксатора и реализуется формула предлагаемого изобретения, по которой фиксаторы вводят через плоскость перелома на максимальном удалении от нижней точки их контакта костных фрагментов.

По результатам проведенной авторами рентгенометрии, при таком выполнении остеосинтеза плечо действия силы фиксатора составляет не менее 30 мм. Данные расчета стабильности остеосинтеза различных переломов с плечом силы фиксатора 30 мм представлены в таблице. Таблица адаптирована для клинического применения и содержит данные о стабильности остеосинтеза при функциональной нагрузке конечности не более 30 кг. Поясним причину ограничения величины функциональной нагрузки. При разработке предлагаемого способа авторы проанализировали влияние нагрузки, приложенной к головке бедра вдоль биомеханической оси конечности под углом 8° к оси диафиза, согласно направлению, которое применялось многими авторами [1-6]. Известно, что подобные нагрузки возникают при стоянии с опорой на обе ноги, причем их величина в зоне тазобедренного сустава не превышает 1/3 веса человека [7, 8]. При движении могут возникать в несколько раз большие нагрузки. Однако при этом изменяются направление нагрузки и направление оси конечности. Следовательно, данная модель отражает ситуацию, которая в клинике встречается только при стоянии на обеих конечностях. Поэтому результаты расчета влияния нагрузок свыше 1/3 веса не соответствуют клинической практике и для упрощения таблицы не представлены. Влияние нагрузок авторами было изучено в эксперименте. Как показали сравнительные испытания, натурные модели остеосинтеза переломов III ст. по Линтону тремя большими спонгиозными шурупами АО (Швейцария) разрушаются повторно-переменными нагрузками 200 Н (20 кг). Это указывает, что такой остеосинтез не обеспечивает стабильности, необходимой для стояния с равномерной опорой на обе ноги. Действительно, в клинической практике больным запрещается наступать на оперированную конечность в течение нескольких месяцев после остеосинтезов. Напротив, модели предлагаемого способа остеосинтеза выдерживали нагрузки свыше 400 Н (40 кг). Следовательно, при использовании предлагаемого способа остеосинтеза больным можно наступать на оперированную ногу с силой, соответствующей стоянию на двух ногах. Такая возможность очень важна для пожилых больных, которым трудно устоять на одной здоровой ноге, и они, как правило, не могут ходить при помощи костылей без нагрузки оперированной конечности. Поэтому после общепринятых остеосинтезов пациенты или практически не передвигаются, или при ходьбе у них возникает подвижность в области перелома. Естественно, гиподинамия, ограничение функции конечности и подвижность костных фрагментов оказывают крайне негативное влияние на кровообращение в зоне перелома и процесс его сращения. Все это ухудшает качество жизни и результаты лечения больных.

Таким образом, при заявляемом способе сокращается длительность проведения операции, упрощается определение и применение расчетных данных для рационального проведения фиксаторов, что обеспечивает повышение стабильности остеосинтеза, улучающее качество жизни и результаты лечения больных с переломами шейки бедренной кости. Способ прост в исполнении и не требует дополнительного оснащения.

Способ остеосинтеза перелома шейки бедра, например, спицевыми фиксаторами осуществляется следующим образом.

После репозиции перелома производят рентгеновский контроль с контрастными метками, например со спицами Киршнера. На рентгенограмме измеряют расстояние от основания головки бедра до нижней точки контакта костных отломков (АО) и проводят линию, соединяющую нижнюю точку контакта костных отломков с ближайшей точкой верхнего контура шейки бедра (ОО¹), соответствующую ширине шейки бедренной кости (Фиг.1). Фиксатор вводят через плоскость перелома непосредственно под верхним контуром шейки бедра перпендикулярно этой линии (ОО¹). На выступающем из мягких тканей фиксаторе, закрепляют измерительное устройство (например, тарированный спиценатягиватель) и с его помощью определяют величину вытягивающего усилия, которое выдерживает фиксатор, без извлечения из головки бедра. В расчетной таблице (см. таблицу) по расстоянию АО в мм, соответствующему определенному типу перелома, определяют значение стабилизирующей силы фиксаторов и вычисляют количество фиксаторов. Для этого величину силы, определенную по таблице, делят на реальную силу одного фиксатора. При необходимости вводят недостающее количество фиксаторов. Пружины фиксаторов закрепляют в сжатом положении, укорачивают фиксаторы вблизи от кости и заканчивают операцию, накладывая швы на рану.

Таблица
Сила фиксаторов, стабилизирующая переломы при нагрузке конечности 300 Н (30 кгс)АО, ммСила фиксатора Н (кгс)0-450 (5)5-14150 (15)15-24200 (20)25-34300 (30)

Пример клинического применения. Больная Ш., 81 год (1923 г.р.), и/б №106050, была прооперирована 29.6.2005 г., через 10 дней после травмы, по поводу подголовчатого перелома шейки левого бедра со смещением костных фрагментов (IV ст. no Garden). Остеосинтез был выполнен по заявляемому способу.

На Фиг 3. представлена рентгенограмма при поступлении.

Фиг.4 - после остеосинтеза.

Фиг.5 - через 2 месяца после остеосинтеза.

Фиг.6 - фото, больная на 5 сутки после остеосинтеза.

Фиг.7 - фото, больная через 2 месяца после остеосинтеза.

Согласно расчетной таблице при расстоянии АО до 4 мм для безопасного стояния больного требуется сила фиксации 50 Н (5 кгс). Выбраны два фиксатора, усилие каждого составило по 30 кгс. Фиксаторы ввели через плоскость перелома непосредственно под верхним контуром шейки бедра, т.е на максимальном удалении от нижней точки контакта костных фрагментов 30 мм. После уменьшения отека конечности, который был вызван 10 днями задержки с выполнением операции, на 5 сутки после остеосинтеза больную активизировали. Ей разрешено поднимать больную выпрямленную ногу и стоять на ней, опираясь на ходунки. Через 2 мес. пациентка стала ходить без дополнительной опоры. Дополнительный осмотр через 8 месяцев показал хороший функциональный и анатомический исход результатов остеосинтеза, проведенного по предлагаемому способу.

Таким образом, операция остеосинтеза проста в исполнении, за счет чего сокращается длительность проведения операции. Способ обеспечивает высокую стабильность остеосинтеза, что улучшает качество жизни, а это особенно важно для пожилых пациентов. Повышается эффективность лечения больных с переломами шейки бедренной кости.

Источники информации

1. Гончаренко В.А., Лейкин М.Г. Биомеханическое обоснование металлоостеосинтеза спицами при переломах шейки бедренной кости // Ортопед. травматол. - 1981. - №12. - С.42-44.

2. Жейдурс Э.Я., Зирдзиньш В.В. Фасцикулярный полиостеосинтез - малотравматичный метод хирургического лечения вертельных переломов бедренной кости // Актуальные вопросы травматологии и ортопедии. Таллин. 1978. - С.192-195.

3. Жейдурс Э.Я., Зирдзиньш В.В. Биомеханическое исследование фасцикулярного полиостеосинтеза // Тез. докл. 111 Всесоюзной конф. по биомеханике - Рига, 1983. - Т.2 - С.163-165.

4. Зверев Е.В., Евстратов В.Г. Функциональный внутрикостный остеосинтез шейки бедра пучком спиц // Ортопед. травматол. - 1989 - №11. - С.6-10.

5. Зирдзиньш В.В. Оперативное лечение вертельных переломов бедренной кости фасцикулярным полиостеосинтезом: Автореф. Дисс... канд. мед. наук. - Рига. 1983. - 18 с.

6. Назаров Е.А. Чрескостный остеосинтез пучком спиц при медиальных переломах шейки бедренной кости // Ортопед. травматол. - 1986. - №4. - С.40-41.

7. Баленький В.Е. Влияние напряжения мышц на характер распределения нагрузки в области шеечно-диафизарного угла бедренной кости // Ортопедия, травматология и протезирование. - 1960. - №2. - С.21-27.

8. Янсон Х.А. Биомеханика нижней конечности человека. - Рига: Зинатие, 1975, 324 С.

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии, и предназначено для лечения переломов шейки бедра. На рентгенограмме определяют расстояние между нижней точкой контакта костных фрагментов и основанием головки бедра (АО), а также линию, соединяющую нижнюю точку контакта костных отломков с ближайшей точкой верхнего контура шейки бедра, перпендикулярно которой через плоскость перелома и непосредственно под верхним контуром шейки бедра вводят фиксатор. Определяют величину вытягивающего усилия, которое выдерживает один фиксатор без извлечения из головки бедра. Определяют величину силы компрессии (Н) в зависимости от АО: при АО до 4 мм величина силы компрессии составляет 50 Н; при АО от 5 до 14 мм величина силы компрессии составляет 150 Н; при АО от 15 до 24 мм величина силы компрессии составляет 200 Н; при АО от 25 до 34 мм величина силы компрессии составляет 300 Н. Определяют необходимое количество фиксаторов путем деления величины силы компрессии на величину вытягивающего усилия, которое выдерживает один фиксатор, без извлечения из головки бедра. Способ обеспечивает восстановление опороспособности конечности, стабильную фиксацию костных отломков, консолидацию зоны перелома. 7 ил., 1 табл.

Способ остеосинтеза переломов шейки бедра с использованием фиксаторов, поддерживающих межотломковую компрессию, включающий рентгенометрию, введение фиксатора, измерение вытягивающего усилия, которое выдерживает один фиксатор без извлечения из головки бедренной кости, определение величины силы компрессии и количества фиксаторов, отличающийся тем, что на рентгенограмме определяют расстояние между нижней точкой контакта костных фрагментов и основанием головки бедра (АО), а так же линию, соединяющую нижнюю точку контакта костных отломков с ближайшей точкой верхнего контура шейки бедра, перпендикулярно которой через плоскость перелома и непосредственно под верхним контуром шейки бедра вводят фиксатор, определяют величину вытягивающего усилия, которое выдерживает один фиксатор без извлечения из головки бедра, затем определяют величину силы компрессии (Н) в зависимости от АО: при АО до 4 мм величина силы компрессии составляет 50 Н; при АО от 5 до 14 мм величина силы компрессии составляет 150 Н; при АО от 15 до 24 мм величина силы компрессии составляет 200 Н; при АО от 25 до 34 мм величина силы компрессии составляет 300 Н; затем определяют необходимое количество фиксаторов путем деления величины силы компрессии на величину вытягивающего усилия, которое выдерживает один фиксатор, без извлечения из головки бедра.