Устройство для реконструкции костей таза Российский патент 2017 года по МПК A61B17/56 A61F2/28 

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в ортопедии, онкологии, нейрохирургии, в том числе нейроортопедии, травматологии, вертебрологии и ветеринарии.

Оно предназначено для операций, производимых на костях таза (тазового кольца) и позвоночника, преимущественно, для выполнения тазовой фиксации для замещения дефектов тазового кольца и для обеспечения максимальной стабильности оперируемого сегмента позвоночно-тазовой фиксации. Использование показано, в первую очередь, при дефектах костей таза, восстановления опорной и биомеханической функции аксиального скелета, возникающих в результате опухолевых поражений, травм, дегенеративно-дистрофических заболеваний.

Известно устройство для реконструкции костей таза (тазового кольца), включающее пространственную конструкцию, состоящую из балок, предназначенных для расположения в направлении между соединяемыми спилами костей таза, и винтов для соединения с костью (1).

В известной конструкции балки, предназначенные для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, своими концами соединяются винтами, а эти винты, в свою очередь, соединяются с опилами костей (поверхность срезанной кости) и другими костными структурами. В результате, пространственное положение костей таза относительно позвоночника фиксируется напрямую при помощи указанных балок с винтами на концах.

Операцию проводят следующим образом:

- пациента укладывают набок;

- удаляют часть кости таза и получают два опила кости, расположенных напротив друг друга;

- ввинчивают винты в каждый опил кости, причем каждый винт имеет в головке сквозное поперечное отверстие для установки в него в последующем балки, предназначенной для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза;

- берут балку, предназначенную для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, и вводят ее концами в отверстия головок винтов, ввинченных напротив друг друга в расположенных напротив друг друга опилах;

- жестко фиксируют соединения каждой упомянутой балки с каждым винтом посредством гайки.

В итоге получают два опила, напрямую соединенные упомянутыми балками между собой.

Недостатком известной конструкции является то, что при ходьбе балки, соединяющие опилы, все время непрерывно смещаются друг относительно друга в разных плоскостях, совершая как возвратно-поступательные, так и вращательные движения, вызывая тем самым нестабильность системы в целом.

В итоге, полученная известная конструкция не стабильна при использовании, поскольку имеется одна или несколько несущих балок, которые при длительном использовании со временем могут даже ломаться за счет больших нагрузок на тазовый сегмент. Кроме того, данная система не позволяет выполнить адекватную более надежную и стабильную фиксацию при массивных резекциях костей таза. В результате этого устройство по данному ближайшему аналогу становится нестабильным и приводит к развитию болевого синдрома и нарушению опорной и двигательной функции и развитию сколиоза (искривлению позвоночника). В результате снижается качество жизни пациента.

Кроме того, полученная конструкция не удобна для имплантации во время операции, так как углы фиксации несущих балок могут не совпадать с плоскостью костных опилов, что требует их дополнительного изгиба в процессе операции, что трудоемко, неудобно, не всегда возможно и требует дополнительных затрат времени.

Технической задачей заявленного изобретения является повышение удобства использования при реконструкции дефектов костей таза за счет модульности конструкции (под модульностью здесь понимается то, что она собирается из разных частей), а также за счет повышения стабильности оперируемого сегмента при резекции костей таза в результате использования усиленных балок (более толстых или специально разработанных, а также балок специально разработанного дизайна, например, ребристой, изогнутой и т.д. формы в пространстве), пластин специальной формы (анатомической), и переходников.

Кроме того, заявляемая система позволяет выполнить адекватную более надежную и стабильную фиксацию при массивных резекциях костей таза.

В результате всего выше изложенного заявленное устройство становится более стабильным и его использование не приводит к развитию болевого синдрома и нарушению опорной и двигательной функции, не приводит к развитию сколиоза (искривления позвоночника). В результате повышается качество жизни пациента.

Технический результат достигается тем, что в устройство для реконструкции костей таза, включающее пространственную конструкцию, состоящую из балок, предназначенных для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, и винтов для соединения с костями, согласно изобретению, введена, по меньшей мере, пара дополнительных балок, одна из которых предназначена для фиксации, по меньшей мере, к одному костному опилу с ориентацией, по меньшей мере, вдоль него, а другая предназначена для фиксации, по меньшей мере, к смежному костному опилу с ориентацией, по меньшей мере, вдоль него, балки, предназначенные для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, соединены с дополнительными балками, каждая дополнительная балка соединена с соответствующей балкой, предназначенной для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, разъемным соединением с возможностью жесткой фиксации, винты для соединения с костью смонтированы на дополнительных балках посредством разъемных соединений с возможностью жесткой фиксации.

Вышеприведенная совокупность общих существенных признаков представляет собой сущность заявляемого изобретения. Она необходима и достаточна во всех случаях его реализации.

Такое техническое решение имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом:

- повышение удобства использования при реконструкции дефектов костей таза за счет модульности конструкции (то, что она собирается из разных частей), а также за счет повышения стабильности оперируемого сегмента при резекции костей таза в результате использования усиленных балок (более толстых или специально разработанных, а также балок специально разработанного дизайна, например, ребристой, изогнутой и т.д. формы в пространстве), пластин специальной формы (анатомической), и переходников.

- заявляемая конструкция позволяет выполнить адекватную более надежную и стабильную фиксацию при массивных резекциях костей таза.

В результате вышеизложенного заявленное устройство становится более стабильным, снижается вероятность механического перелома и нестабильности конструкции и соответственно не приводит к развитию болевого синдрома и нарушению опорной и двигательной функции без развития сколиоза (искривления позвоночника). В итоге повышается качество жизни пациента.

Словесное выражение в общей совокупности существенных признаков «введена, по меньшей мере, пара дополнительных балок» означает, что может быть введена не пара, а три и более дополнительных балок. Например, один костный опил имеет сложную в пространстве форму и к нему, с ориентацией вдоль него, потребуется зафиксировать две дополнительные балки, а не одну, а к смежному костному опилу необходимо зафиксировать одну дополнительную балку. В итоге потребуется всего три дополнительные балки.

Другой пример. Образовано не два, а три и более костных опила на разных костях, например два костных опила образованы на кости таза, а третий костный опил образован на кости позвозвоночника. В этом случае потребуется три дополнительные балки, одна из которых предназначена для ориентации вдоль одного костного опила на тазе, другая предназначена для ориентации вдоль смежного костного опила на тазе, а третья предназначена для ориентации вдоль костного опила, образованного на позвоночнике.

Кроме того, применительно к заявленному устройству заявитель считает необходимым выделить следующие развития и/или уточнения совокупности его существенных признаков, относящиеся к частным случаям выполнения или использования.

В ряде случаев, например, при невозможности установки винта или при толщине кости меньше диаметра винта, или при остеопорозе и т.д., целесообразно, чтобы, по меньшей мере, одна из дополнительных балок была бы оснащена дополнительной опорой со сквозными отверстиями для установки винтов, предназначенных для соединения с костью.

Данная дополнительная опора может иметь различную конструкцию. Например, она может представлять собой продольно вытянутое тело, в частности пластину, поверхность которой, предназначенная для прилегании к кости, максимально возможно точно соответствует форме поверхности кости в месте контакта. Это может быть достигнуто различными способами. Например, на основе компьютерной томографии (далее - КТ) требуемая форма пластины может быть образована до операции. Другой вариант состоит в том, что требуемая форма пластины может быть образована в процессе проведения операции, когда специальными инструментами пластина обрезается и изгибается так, чтобы ее поверхность, предназначенная для прилегании к кости, максимально возможно точно соответствовала бы форме поверхности кости в месте контакта.

Желательно, чтобы дополнительная опора была бы соединена с дополнительной балкой разъемным соединением с возможностью жесткой фиксации. Это позволяет, например, адаптировать ее положение в соответствии с анатомическими особенностями костей таза (то есть расположить дополнительную опору на кости так, чтобы ее изгибы, по возможности, максимально точно повторяли бы неровности кости с обеспечением их максимального контакта между собой), что позволяет обеспечить создание дополнительной точки фиксации путем поворота дополнительной опоры в разных плоскостях.

Заявитель считает необходимым отметить, что каждая дополнительная балка может иметь не только соединения с костными опилами. В ряде случаев предпочтительно, чтобы она помимо костного опила, была бы соединена с другими костными структурами, например, с поясничным позвонком, и/или крестцом, и/или бедренной костью, и/или костью на контрлатеральной стороне и т.д. Это может быть целесообразно при необходимости создания дополнительной точки фиксации в случае, например, если требуется повышение стабильности системы при массивных резекциях костей таза, остеопорозе и т.д.

Для увеличения площади соприкасающихся поверхностей балки, предназначенной для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, и соединяемой с ней дополнительной балки, с уменьшением возможности проворота их друг относительно друга и для повышения механической стабильности конструкции, желательно, чтобы балка, предназначенная для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, имела бы рифления на поверхности.

Заявитель считает необходимым отметить, что для удобства сборки пространственной конструкции, целесообразно, чтобы, по меньшей мере, часть балок, предназначенных для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, и, по меньшей мере, часть дополнительных балок, были бы выполнены изогнутыми, в частности, с возможностью изгиба вручную в ходе проведения операции специальным инструментом.

Разъемное соединение с возможностью жесткой фиксации балки, предназначенной для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, и дополнительной балки, может иметь различную конструкцию.

Однако, по мнению заявителя, желательно, чтобы оно представляло бы собой протяженное тело, с продольным углублением, в продольном углублении со стороны отверстия имеется резьба, в протяженном теле в конце продольного углубления имеется поперечное сквозное отверстие для фиксации дополнительной балки, в протяженном теле, частично пересекая поперечное сквозное отверстие, имеется дополнительное поперечное отверстие для фиксации балки, предназначенной для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, с продольной осью, расположенной перпендикулярно продольной оси сквозного отверстия в конце продольного углубления и перпендикулярно продольной оси дополнительного поперечного отверстия для фиксации балки, предназначенной для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза.

Кроме того, имеется стопорный винт, ввинченный в резьбу в продольном углублении со стороны отверстия, и имеющий конструктивный элемент для передачи крутящего момента.

В результате, внутри протяженного тела после ввинчивания стопорного винта он давит на балку, предназначенную для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, которая, в свою очередь, непосредственно давит на дополнительную балку 8, которая упирается в стенки поперечного сквозного отверстия 30. Такая конструкция разъемного соединения характеризуется простотой, надежностью жесткой фиксации, возможностью быстрого монтажа и демонтажа (переналадки в процессе проведения операции).

Конструктивный элемент для передачи крутящего момента также может иметь различную конструкцию. Например, он может представлять из себя выемку многогранной формы в головке стопорного винта, в частности, иметь форму шестигранника, для ввода в нее конца отвертки шестигранной формы.

Заявитель считает необходимым отметить, что для обеспечения более надежной фиксации дополнительной балки с поверхностью протяженного тела в нижней части поперечного сквозного отверстия для фиксации дополнительной балки может быть выполнено продольное углубление (продольный желоб) с возможностью обеспечения, по меньшей мере, пары точек соприкосновения поверхности дополнительной балки с поверхностью протяженного тела в нижней части поперечного сквозного отверстия.

Предпочтительно, чтобы заявленная пространственная конструкция была бы изготовлена на основе предварительно выполненной трехмерной модели таза на основании компьютерной томографии. Это позволяет адекватно подобрать элементы фиксирующей системы, их размеры, конфигурацию, определить места установки винтов и дополнительной опорной пластины, в результате чего наиболее оптимально обеспечить перераспределение физиологические нагрузки тела человека на кости таза в статике и при движении, в том числе ротационные, и создать оптимальную пространственную конструкцию замещения костного дефекта, которая позволяет значительно снизить нагрузки на единицу площади костной ткани в месте контакта металл-кость. Кроме того, в результате предварительного компьютерного моделирования хирургического вмешательства и пространственной конструкции резко снижается время проведения операции, повышается ее радикальность и появляется возможность создать адекватную систему фиксации на основании пространственной конструкции, что, в свою очередь, позволяет предотвратить развитие механической нестабильности системы, избежать развитие болевого синдрома и повторных хирургических вмешательств.

В заключение данного раздела описания следует отметить, что в целом преимущество настоящего изобретения заключается в расширении возможности осуществления хирургической помощи пациентам с опухолями и другими повреждениями костей таза.

Важным преимуществом изобретения является также то, что детали устройства могут быть предварительно изготовлены на обычном технологическом оборудовании, используемом в медицинской промышленности.

Помимо приведенных вариантов изобретения возможны и другие многочисленные его модификации.

Эти и многочисленные другие варианты изобретения охватываются приведенной далее заявителем формулой изобретения.

Изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображено устройство для реконструкции костей таза в сборе с вариантом установки на тазе при резекции костей таза тип I, IV по классификации Enneking, аксонометрия.

На фиг. 2 изображено заявленное устройство в сборе отдельно вне костей, аксонометрия.

На фиг. 3 изображена дополнительная опора со сквозными отверстиями для установки винтов, предназначенных для соединения с костью (аксонометрия).

На фиг. 4 - то же, вид сверху.

На фиг. 5 - то же, вид сбоку.

На фиг. 6 - то же, вид снизу.

На фиг. 7 изображено разъемное соединение с возможностью жесткой фиксации балки, предназначенной для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, и дополнительной балки, в сборе с балками, аксонометрия.

На фиг. 8 - то же, сечение, аксонометрия.

На фиг. 9 изображена балка, предназначенная для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, прямая проекция.

На фиг. 10 изображено разъемное соединение с возможностью жесткой фиксации балки, предназначенной для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, и дополнительной балки, аксонометрия.

На фиг. 11 то же, вид спереди.

На фиг. 12 - то же, сечение по А-А на фиг. 11.

На фиг. 13 - то же, вид сбоку по стрелке Б на фиг. 11.

На фиг. 14 изображен винт для соединения с костью с разъемным соединением, вид сбоку.

На фиг. 15 изображен то же, продольное сечение, с дополнительным изображение на фигуре тонкой линией разъемного соединения в повернутом положении.

На фиг. 16 изображена сборка костного винта для соединения с костью, разъемного соединения с фиксирующей гайкой и дополнительной балки, аксонометрия.

На фиг. 17 изображено сечение В-В фиг. 3, повернуто.

На фиг. 18 изображено устройство для реконструкции костей таза в сборе с вариантом установки на тазе при резекции костей таза тип I, IV по классификации Enneking с резекцией крыла подвздошной кости, аксонометрия.

На фиг. 19 изображено устройство для реконструкции костей таза в сборе с вариантом установки на тазе при резекции костей таза тип II по классификации Enneking, аксонометрия.

На фиг. 20 изображено устройство для реконструкции костей таза в сборе с вариантом установки на тазе при резекции костей таза тип I, II, III по классификации Enneking, аксонометрия.

На фиг. 21 изображено устройство для реконструкции костей таза в сборе с вариантом установки на тазе при резекции костей таза тип II, III по классификации Enneking, аксонометрия.

На фиг. 22 изображено устройство для реконструкции костей таза в сборе с вариантом установки на тазе при резекции костей таза тип I, II по классификации Enneking, аксонометрия.

На фиг. 23 изображена фронтальная проекция компьютерной томографии поясничного отдела позвоночника и костей таза пациента.

На фиг. 24 - то же, аксиальная проекция.

На фиг. 25 изображена компьютерная 3D модель костей таза пациента с опухолью.

На фиг. 26 изображена стереолитографическая трехмерная модель таза пациента с предполагаемым объемом резекции, по данной модели смоделирована пространственная конструкция 4 (фиксирующая система).

На фиг. 27 изображена мобилизация и удаление опухоли костей таза пациента.

На фиг. 28 изображена реконструкция дефекта костей таза пространственной конструкцией 4.

На фиг. 29 изображена прямая проекция рентгенографии костей таза после операции.

На фиг. 30 - то же, боковая проекция.

На фиг. 31 изображен пациент спустя три месяца после операции.

Устройство 1 для реконструкции костей 2 таза 3 включает пространственную конструкцию 4, состоящую из балок 5, предназначенных для расположения в направлении между соединяемыми костными опилами 6 костей таза, и винтов 7 для соединения с костью (фиг. 1). В заявленное устройство 1 для реконструкции костей 2 таза 3 введена пара дополнительных балок 8, одна из которых 9 предназначена для фиксации, по меньшей мере, к одному костному опилу 10 с ориентацией, по меньшей мере, вдоль него, а другая дополнительная балка 11 предназначена для фиксации, по меньшей мере, к смежному костному опилу 12 с ориентацией, по меньшей мере, вдоль него (фиг. 1, фиг. 2).

Примечание: дополнительные балки 8 в описании конкретизированы для удобства чтения чертежей, а именно, дополнительная балка, расположенная вдоль одного костного опила, обозначенного позицией 10, имеет отдельный номер позиции - 9, а дополнительная балка, расположенная вдоль другого костного опила, обозначенного позицией 12, имеет свой отдельный номер позиции - 11. По этой причине в дальнейшем возможна запись типа: «Винты 7 для соединения с костью смонтированы на дополнительных балках 8 (или 9 и 11)».

Аналогично, общая позиция костных опилов имеет номер позиции 6, но для удобства чтения чертежей костные опилы конкретизированы, а именно один костный опил имеет отдельный номер позиции 10 и вдоль него располагается дополнительная балка 9, а другой костный опил имеет свой отдельный номер позиции 12 и вдоль него располагается дополнительная балка 11). По этой причине в дальнейшем возможна запись типа: «между соединяемыми костными опилами 6 (или 10 и 12)».

Балки 5, предназначенные для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, соединены с дополнительными балками 8.

Каждая дополнительная балка 8 (или 9 и 11) соединена с соответствующей балкой 5, предназначенной для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, разъемным соединением 24 дополнительной балки 8 (или 9 и 11) с соответствующей балкой 5, предназначенной для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза (для краткости далее данное разъемное соединение называется как «разъемное соединение 24 дополнительной балки 8 с балкой 5). Разъемное соединение 24 дополнительной балки 8 с балкой 5 выполнено с возможностью жесткой фиксации, то есть после сборки и затягивания соединения все его детали жестко соединяются между собой.

Винты 7 для соединения с костью смонтированы на дополнительных балках 8 (или 9 и 11) посредством разъемных соединений 14 винта 7 с дополнительными балками 8 (или 9 и 11) с возможностью жесткой фиксации, то есть после сборки и затягивания соединения все его детали жестко соединяются между собой.

Одна из дополнительных балок 11 оснащена дополнительной опорой 15 со сквозными отверстиями 16 для установки винтов 17, предназначенных для соединения с костью 2 таза 3 (фиг. 1 - фиг. 6).

Дополнительная опора 15 представляет собой продольно вытянутое тело 18, а именно пластину 19 (фиг. 3 - фиг. 6).

Дополнительная опора 15 соединена с дополнительной балкой 11 разъемным соединением 20 с возможностью жесткой фиксации, то есть после сборки и затягивания соединения все его детали жестко соединяются между собой.

Как показано на фиг. 18, по меньшей мере, одна дополнительная балка 8 (на данной фигуре эта дополнительная балка обозначено также позицией 9) может быть соединена помимо опила 6 дополнительно с другой костной структурой 21, представляющей собой позвонок 22 (подробнее см. далее по тексту).

Балка 5, предназначенная для расположения в направлении между соединяемыми костными опилами 6 костей таза, имеет рифления 23 на поверхности (фиг. 7 - фиг. 9).

По меньшей мере, часть балок 5, предназначенных для расположения в направлении между соединяемыми костными опилами 6 (или 10 и 12), и, по меньшей мере, часть дополнительных балок 8 (или 9 и 11) выполнены изогнутыми.

Балки 5, предназначенные для расположения в направлении между соединяемыми опилами 6 костей таза, и дополнительные балки 8 (или 9 и 11) выполнены с возможностью дополнительного изгиба вручную, например, путем подбора толщины балок и/или материала, из которого они изготовлены.

Разъемное соединение 24 дополнительной балки 8 (или 9 и 11) с балкой 5, предназначенной для расположения в направлении между соединяемыми опилами 6 костей таза (фиг. 1 - фиг. 2), представляет собой протяженное тело 25, с продольным углублением 26 (фиг. 7 - фиг. 13). В продольном углублении 26 со стороны отверстия 27 имеется резьба 28. В протяженном теле 25 в конце 29 продольного углубления 26 имеется поперечное сквозное отверстие 30 для фиксации дополнительной балки 8 (или 9, или 11).

В протяженном теле 25, частично пересекая поперечное сквозное отверстие 30, имеется дополнительное поперечное отверстие 31 для фиксации балки 5, предназначенной для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, с продольной осью 32, расположенной поперечно продольной оси 33 поперечного сквозного отверстия 30 в конце продольного углубления 26 и поперечно продольной оси 34 продольного углубления 26 протяженного тела 25.

Кроме того, имеется стопорный винт 35, который ввинчивается в резьбу 28 в продольном углублении 26 со стороны отверстия 27, и имеющий конструктивный элемент 36 для передачи крутящего момента. Он представляет из себя выемку 37 многогранной формы в головке 38 стопорного винта 35. Выемка 37 предназначена, в частности, для размещения в ней (вставления) конца отвертки для приведения стопорного винта во вращение при затягивании разъемного соединения 24.

В нижней части 40 поперечного сквозного отверстия 30 для фиксации дополнительной балки 8 (или 9, или 11) имеется продольное углубление 41 с возможностью обеспечения соприкосновения, по меньшей мере, пары ребер 42 поверхности дополнительной балки 8 (или 9 и 11) с поверхностью поперечного сквозного отверстия 30 для обеспечения более плотного контакта и предотвращения поворота дополнительной балки 8 внутри разъемного соединения 24 после его затяга стопорным винтом 35.

В результате, внутри протяженного тела 25 после ввинчивания стопорного винта 35 он давит на балку 5, предназначенную для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, которая, в свою очередь, непосредственно своей поверхностью с рифлениями 23 давит на дополнительную балку 8, которая упирается в стенки ребра 42 внутри поперечного сквозного отверстия 30. Конструкция разъемного соединения 24 характеризуется простотой, надежностью жесткой фиксации, возможностью быстрого монтажа и демонтажа (переналадки в процессе проведения операции). Наличие рифлений 23 и ребер 42 повышают жесткость соединения против расшатывания стыков в результате их внедрения в стыкуемые с ними детали.

В данном месте описания заявитель считает необходимым остановиться подробнее на конструкции винта 7 для соединения с костью, который снабжен разъемным соединением 14 для его соединения с дополнительной балкой 8 (или 9, или 11) с возможностью жесткой фиксации фиксирующей гайкой.

Конструкция данного узла соединения может быть разнообразной, но, по мнению заявителя, ниже приведенная конструкция наиболее предпочтительна (фиг. 14 - фиг. 16).

Костный винт 7 для соединения с костью содержит тело 43 винта с винтовой резьбой 44. Тело 43 винта с одной стороны имеет острый наконечник 45, а с другой стороны - головку 46 винта в виде шарообразного элемента 47, монолитно соединенную с телом 43 костного винта. В шарообразном элементе 47 головки винта, на стороне, прямо противоположной наконечнику 45, выполнено углубление в виде прорези или многоугольной формы (на фигурах не показано). Углубление предназначено для вставления наконечника отвертки для ввинчивания костного винта 7.

Шарообразный элемент 47 является одним из элементов разъемного соединения 14.

Другим элементом разъемного соединения 14 является соединительный поворотный элемент 48, который представляет собой протяженное тело 49 с продольной прорезью 50, имеющей стенки 51 и 52.

Стенки 51 и 52 внутри продольной прорези 50 имеют винтовую резьбу 56, в которую возможно ввинтить фиксирующую гайку 57 с наружной винтовой резьбой 58 (подробнее смотри ниже).

В нижней части соединительного поворотного элемента 48 имеется сквозное отверстие 53, в нижней части которого имеется выступ 54.

При сборке костного винта 7 для соединения с костью сначала тело 43 с винтовой резьбой продевают через сквозное отверстие 53 наконечником 45 вперед до тех пор, пока шарообразный элемент 47 внутри протяженного тела 49 не соприкоснется с выступом 54 (пока шарообразный элемент 47 не «сядет» на выступ 54). После этого через продольную прорезь 50 и сквозное отверстие 53 внутрь протяженного тела 49 вводят шайбу 55 со сферической поверхностью до соприкосновения этой сферической поверхности с поверхностью шарообразного элемента 47.

Возможен и другой вариант, согласно которому шайбу 55 запрессовывают внутри сквозного тотверстия 53. Для этого сквозное отверстие 53 выполняют зауженным со стороны стенок 51 и 52 таким образом, чтобы шайбу 55 можно было «протолкнуть» через зауженную зону. В результате шайба 55 со сферической поверхностью после прохождения зауженной зоны находится в свободном состоянии. Шарообразный элемент 47 тела 43 винта 7 оказывается зажатым между частями протяженного тела 49 и шайбой 55 со сферической поверхностью с возможностью поворота в образовавшейся полости. В результате такой конструкции тело 43 с винтовой резьбой 44 винта 7 и соединительный поворотный элемент 48 могут поворачиваться друг относительно друга.

Также заявитель считает необходимым остановиться подробнее на конструкции разъемного соединения 20 дополнительной опоры 15 с дополнительной балкой 11. Разъемное соединение 20 может иметь различную конструкцию. Однако в любом случае, она должна быть разборной и обеспечивать поворот разъемного соединения относительно дополнительной опоры 15.

Как отмечено выше, его конструкция может быть разнообразной, но, по мнению заявителя, ниже приведенная конструкция наиболее предпочтительна (фиг. 3 - фиг. 6, фиг. 17).

Пластина 19 дополнительной опоры 15 жестко соединена со штангой 60, например, при помощи сварки. Пластина 19 заканчивается шарообразным элементом 61, который монолитно соединен со штангой 60.

Шарообразный элемент 61 является одним из элементов разъемного соединения 20. Другим элементом разъемного соединения 20 является соединительный поворотный элемент 62, который представляет собой протяженное тело 63 с продольной прорезью 64, имеющей стенки 65 и 66.

Стенки 65 и 66 внутри продольной прорези 64 имеют винтовую резьбу 67, в которую возможно ввинтить фиксирующую гайку 68 с наружной винтовой резьбой 69 (подробнее смотри ниже).

В нижней части соединительного поворотного элемента 62 имеется сквозное отверстие 70, в нижней части которого имеется выступ 71.

При сборке сначала отдельно штанга 60 продевают через сквозное отверстие 70 штангой 60 вперед до тех пор, пока шарообразный элемент 61 внутри протяженного тела 63 не соприкоснется с выступом 71 (пока шарообразный элемент 61 не «сядет» на выступ 71). Затем концевую часть 72 штанги 60 жестко соединяют с пластиной 19, например, при помощи сварки 72. После этого через продольную прорезь 64 в сквозное отверстие 70 протяженного тела 63 вводят шайбу 73 со сферической поверхностью до соприкосновения этой сферической поверхности с поверхностью шарообразного элемента 61. Затем шайбу 73 со сферической поверхностью запрессовывают внутри сквозного отверстия 70. Для этого сквозное отверстие 70 выполняют зауженным со стороны стенок 65 и 66 таким образом, чтобы шайбу 73 со сферической поверхностью можно было «протолкнуть» через зауженную зону. В результате шайба 73 со сферической поверхностью после прохождения зауженной зоны находится в свободном состоянии. Шарообразный элемент 61 штанги 60 оказывается между частями протяженного тела 63 и шайбой 73 со сферической поверхностью с возможностью поворота в образовавшейся полости. В результате такой конструкции пластина 19 дополнительной опоры 15 и соединительный поворотный элемент 62 могут поворачиваться друг относительно друга.

Данное соединение можно сделать жестким. Для этого, как отмечалось выше, на внутренней поверхности стенок 65 и 66, образующих продольную прорезь 64, имеется винтовая резьба 67, в которую возможно ввинтить фиксирующую гайку 68 с наружной винтовой резьбой 69. Фиксирующая гайка 68 имеет выемку 74 многоугольной формы для ввода конца отвертки для ввинчивания фиксирующей гайки 68. После ввинчивания фиксирующей гайки с затяжкой соединение становится жестким неподвижным.

Предложенное техническое решение задачи иллюстрируется на примере использования его для проведения операции: «Резекция крестцово-подвздошного сочленения с реконструкцией тазового кольца при помощи металлоконструкции» (фиг. 1).

Ниже приводится последовательность этапов проведения данной операции (один из возможных вариантов):

1. При подготовке к операции пациенту выполняют компьютерную томографию (далее - КТ) пояснично-крестцового отделов позвоночника и таза.

2. По данным, полученным при КТ, выполняется трехмерная модель пояснично-крестцового отделов позвоночника и таза пациента.

3. Производится оценка вовлечения костей, мягких тканей и сосудисто-нервных структур в опухолевый процесс и планируется объем резекции.

4. Выполняется виртуальная резекция, после чего определяются размеры предполагаемого дефекта.

5. На основании этой модели моделируется (проектируется) и изготовляется устройство для фиксации, по меньшей мере, одного костного опила, к смежному костному опилу.

6. При проведении операции пациенту под наркозом придают положение лежа на боку с поддержкой грудной стенки спереди и сзади. Путем разгибания операционного стола формируется валик под поясницей, для натяжения мышц передней брюшной стенки и спины.

7. После обработки кожных покровов производят разрез кожи от задней нижней ости подвздошной кости, вдоль гребня подвздошной кости до передней верхней ости, а затем до паховой складки.

8. При распространении опухоли на крестец, для адекватного доступа кожный разрез дополняется срединным вертикальным разрезом от остистого отростка L3 позвонка до копчика, на уровне задней верхней ости подвздошной кости соединяясь с разрезом, проходящим вдоль гребня подвздошной кости.

9. Рассекают последовательно подкожно-жировую клетчатку, фасцию, мышцы.

10. Обнажают (скелетируют) костную ткань крыла подвздошной кости.

11. Отсекают переднебоковую группу мышц брюшной стенки - наружную и внутреннюю косые мышцы, поперечную мышцу живота.

12. Выполняется доступ в забрюшинное пространство

13. Из окружающих тканей выделяются подвздошные сосуды и бедренный нерв.

14. Пересекается большая поясничная мышца и осуществляется доступ к крестцово-подвздошному сочленению и передней поверхности крестца.

15. Затем выполняется мобилизация наружной поверхности таза 3. В зависимости от распространенности опухоли большая ягодичная мышца может быть пересечена в пределах здоровых тканей.

16. В случаях распространения опухолевого процесса на всю переднюю часть крыла дополнительно отсекают портняжную и прямую мышцу бедра у места прикрепления их сухожилий.

17. После полного выделения опухоли из окружающих тканей выполняется резекция костей таза 3 по заранее намеченному плану, образуя костные опилы 6.

18. После удаления опухоли винты 7 для соединения с костью ввинчивают в направлении перпендикулярно костному опилу 10 (на фиг. 1, в данном случае, костному опилу крестца) и костному опилу 12 (на фиг. 1, в данном случае, костному опилу подвздошной кости). Для этого в цилиндрическую продольную прорезь 50 и сквозное отверстие 53 каждого винта 7 вводится конец отвертки до втапливания ее в выполненное в верхней части шарообразного элемента 47 углубление в виде прорези или многоугольной формы под конец отвертки (на фигурах не показано). После этого путем вращения отвертки приводится во вращательное движение винт 7, который ввинчивается в кость.

19. На крыло подвздошной кости фиксируется (закрепляется) дополнительная опора 15 при помощи ввинчивания винтов 17. Конструкция винтов 17 общеизвестна, не является предметом настоящего изобретения и поэтому подробно не раскрывается.

20. На дополнительные балки 9 и 11 монтируются разъемные соединения 24. Для этого через поперечные сквозные отверстия 30 разъемных соединений 24 продевают дополнительные балки 8 (или 9, или 11).

21. После того, как на дополнительных балках смонтированы разъемные соединения 24 дополнительные балки соединяют с винтами 7. Рассмотрим это подробно для каждой дополнительной балки.

Винты 7 опила 10 крестца соединяются с дополнительной балкой 9 посредством разъемных соединений 14. Для этого сначала дополнительная балка 9 вводится в цилиндрическую продольную прорезь 50 соединительного поворотного элемента 48 до упора в шайбу 55 со сферической поверхностью. После этого фиксирующая гайка 57 ввинчивается в цилиндрическую продольную прорезь 50 между стенками 51 и 52 при помощи выполненной на внутренней поверхности этих стенок винтовой резьбы 56, надежно зажимая дополнительную балку 9. При этом для удобства монтажа соединительный поворотный элемент 48, в котором зажимается дополнительная балка 9, может быть повернут относительно винта 7.

22. Аналогично изложенному в пункте 21, винты 7 опила 12 подвздошной кости соединяются (фиксируются) с дополнительной балкой 11 посредством разъемных соединений 14.

23. Дополнительную опору 15 соединяют с дополнительной балкой 11 при помощи разъемного соединения 20. Для этого дополнительную штангу 8 вводят продольную прорезь 64 протяженного тела 63 до упора в шайбу 73 со сферической поверхностью. Затем ввинчивают фиксирующую гайку 68 в винтовую резьбу 67 на стенках 65 и 66 протяженного тела 63 до упора с затяжкой. Дополнительная штанга 8 оказывается зажатой между фиксирующей гайкой 68 и подвижной шайбой 73, упертой в шарообразный элемент 61, поджатый к выступам 71 протяженного тела 63.

24. После этого балки 5, предназначенные для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей 6 таза 3, продеваются через дополнительные поперечные отверстия 31 и неподвижно фиксируются к дополнительным балкам 9 и 11 при помощи ввинчивания стопорных винтов 35 в резьбу 28 тпродольных углублений 26 протяженных тел 25 разъемных соединении 24.

25. Конструкция проверяется на стабильность, выполняется контроль всех элементов пространственной конструкции 4.

26. Далее производятся завершающие этапы операции (промывка, контроль гемостаза, дренирование и ушивание раны).

27. При необходимости замещения мягкотканного дефекта применятся пластика ректоабдоминальным лоскутом.

Аналогичным способом выполняются операции при других типах резекций костей таза по классификации Enneking, что иллюстрировано фиг. 18-22.

Сущность изобретения поясняется клиническим примером.

Больной К., 36 лет, поступил с диагнозом: Вторичная хондросаркома правой подвздошной кости. Состояние после хирургического лечения в 2012 году. Рецидив.

Больной ранее получал хирургическое лечение по хондросаркомы правой подвздошной кости. Спустя 2,5 года при обследовании выявлен рецидив в области крестцово-подвздошного сочленения справа.

Для проведения операции были использованы следующее:

- Универсальная накостная пластина с полиаксиальной головкой, для дополнительной фиксации крыла в узкой его части (выше в описании она имеет наименование дополнительная опора 15) (фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6).

- Титановые балки 5, предназначенные для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, соединены разъемными соединениями 24 с дополнительными балками 8, обеспечивающими жесткую фиксацию балок между собой, что придает пространственной конструкции повышенную стабильность и жесткость (фиг. 7 - фиг. 13).

- Дополнительные балки 5, предназначенные для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, выполнены с рифлениями резьбовыми насечками на поверхности для увеличения площади соприкосновения между балками и снижения вероятности люфта в данной области (фиг. 7-9).

Модифицирован и способ установки системы.

Дополнительные балки 8 (а конкретно дополнительная балка 9 и дополнительная балка 11), расположенные вдоль соответствующих опилов костей, соединяются между собой балками 5, предназначенными для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, при помощи разъемных соединений 24 (коннекторов) (фиг. 1, фиг. 2).

Каждый из винтов 7 для соединения с костью соединяется с соответствующей дополнительной балкой 8, расположенной вдоль опила (фиг. 1). В результате образуется монолитная конструкция и распределение нагрузки происходит между тремя винтами 7 на дополнительной балке 9, с одной стороны, и двумя винтами 7 и дополнительной опоре 15 на дополнительной балке 11.

Пациенту до операции была выполнена мультиспиральная компьютерная томография поясничного отдела позвоночника и костей таза (фиг. 23 и фиг. 24).

Выполнена компьютерная 30 моделирование костей таза пациента с опухолью (фиг. 25).

Учитывая расположение опухоли, ее морфологический тип и предшествующее хирургическое вмешательство, принято решении о выполнении операции в объеме резекции крестцово-подвздошного сочленения с реконструкцией тазового кольца и пластикой перемещенным ректоабдоминальным лоскутом.

По данным компьютерной томографии изготовлена стереолитографическая трехмерная модель таза пациента с предполагаемым объемом резекции.

По данной модели смоделирована пространственная конструкция 4 (фиксирующая система) согласно заявленному изобретению (фиг. 26).

Во время операции выполняется мобилизация опухоли и резекция (удаления) костей таза согласно предоперационному планированию (фиг. 27). После этого, дефект костей таза замещается пространственной конструкцией 4 (фиг. 28).

Далее производятся завершающие этапы операции (промывка, контроль гемостаза, дренирование и ушивание раны).

В послеоперационном периоде выполняется рентгенография костей таза в двух проекциях (фиг. 29, фиг. 30).

В послеоперационном периоде пациент длительно получал антибактериальную терапию. Рана зажила первичным натяжением. Вертикализирован на 6-е сутки с ограничением опоры на правую ногу.

Спустя три месяца после операции пациент самостоятельно ходит с костылями (фиг. 31).

Благодаря заявленному устройству обеспечиваются следующие преимущества по сравнению с прототипом:

- повышается удобство использования при реконструкции дефектов костей таза за счет модульности конструкции (то, что она собирается из разных частей), а также за счет повышения стабильности оперируемого сегмента при резекции костей таза в результате использования усиленных балок (большего диаметра или специально разработанных, а также балок специально разработанного дизайна, например, ребристой, изогнутой и т.д. формы в пространстве), пластин специальной формы (анатомической), и переходников.

- заявляемая конструкция позволяет выполнить адекватную более надежную и стабильную фиксацию при массивных резекциях костей таза.

В результате выше изложенного заявленное устройство становится более стабильным и не приводит к развитию болевого синдрома и нарушению опорной и двигательной функции и без развития сколиоза (искривления позвоночника). В результате повышается качество жизни пациента.

Помимо приведенного варианта изобретения возможны и другие его многочисленные модификации.

Все они охватываются приведенной далее формулой изобретения.

Источники информации

1. Статья в журнале: Orthopaedics & Traumatology: Surgery & Research (2009) 95, 284-292, 286, figure 1, figure 2 (ближайший аналог).

Изобретение относится к медицине. Устройство для реконструкции костей таза включает пространственную конструкцию, состоящую из балок, предназначенных для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, винтов для соединения с костью и по меньшей мере пары дополнительных балок, одна из которых предназначена для фиксации по меньшей мере к одному костному опилу с ориентацией по меньшей мере вдоль него, а другая предназначена для фиксации по меньшей мере к смежному костному опилу с ориентацией по меньшей мере вдоль него. Балки, предназначенные для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, соединены с дополнительными балками. Каждая дополнительная балка соединена с соответствующей балкой, предназначенной для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, разъемным соединением с возможностью жесткой фиксации. Винты для соединения с костью смонтированы на дополнительных балках посредством разъемных соединений с возможностью жесткой фиксации. Изобретение позволяет выполнить адекватную более надежную и стабильную фиксацию при массивных резекциях костей таза. 13 з.п. ф-лы, 31 ил.

1. Устройство для реконструкции костей таза, включающее пространственную конструкцию, состоящую из балок, предназначенных для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, и винтов для соединения с костью, отличающееся тем, что введена по меньшей мере пара дополнительных балок, одна из которых предназначена для фиксации, по меньшей мере, к одному костному опилу с ориентацией по меньшей мере вдоль него, а другая предназначена для фиксации по меньшей мере к смежному костному опилу с ориентацией по меньшей мере вдоль него, балки, предназначенные для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, соединены с дополнительными балками, каждая дополнительная балка соединена с соответствующей балкой, предназначенной для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, разъемным соединением с возможностью жесткой фиксации, винты для соединения с костью смонтированы на дополнительных балках посредством разъемных соединений с возможностью жесткой фиксации.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что по меньшей мере одна из дополнительных балок оснащена дополнительной опорой со сквозными отверстиями для установки винтов, предназначенных для соединения с костью.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что дополнительная опора представляет собой продольно вытянутое тело.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что продольно вытянутое тело представляет собой пластину, поверхность которой, предназначенная для прилегании к кости, максимально возможно соответствует форме поверхности кости в месте контакта.

5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что дополнительная опора соединена с дополнительной балкой разъемным соединением с возможностью жесткой фиксации.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что по меньшей мере одна дополнительная балка соединена с другими костными структурами, например с поясничным позвонком, и/или крестцом, и/или бедренной костью, и/или костью на контрлатеральной стороне.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что балка, предназначенная для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, имеет рифления на поверхности.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что по меньшей мере часть балок, предназначенных для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, и по меньшей мере часть дополнительных балок выполнены изогнутыми.

9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что балки, предназначенные для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, и дополнительные балки выполнены с возможностью дополнительного изгиба вручную.

10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что разъемное соединение с возможностью жесткой фиксации балки, предназначенной для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, и дополнительной балки, представляет собой протяженное тело с продольным углублением, в продольном углублении со стороны отверстия имеется резьба, в протяженном теле в конце продольного углубления имеется поперечное сквозное отверстие для фиксации дополнительной балки, в протяженном теле, частично пересекая поперечное сквозное отверстие, имеется дополнительное поперечное отверстие для фиксации балки, предназначенной для расположения в направлении между соединяемыми опилами костей таза, с продольной осью, расположенной поперечно продольной оси сквозного отверстия в конце продольного углубления и поперечно продольной оси продольного углубления протяженного тела, кроме того, имеется стопорный винт, ввинченный в резьбу в продольном углублении со стороны отверстия и имеющий конструктивный элемент для передачи крутящего момента.

11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что конструктивный элемент для передачи крутящего момента представляет из себя выемку многогранной формы в головке стопорного винта.

12. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что выемка многогранной формы в головке стопорного винта имеет форму шестигранника.

13. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что в нижней части поперечного сквозного отверстия для фиксации дополнительной балки имеется продольное углубление.

14. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пространственная конструкция изготовлена на основе предварительно выполненной трехмерной модели таза на основании компьютерной томографии.