Устройство для ходьбы в аппарате внешней фиксации Российский патент 2025 года по МПК A61F5/01 A61H3/00 

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, способствующее мобильности пациентов, находящихся в аппарате Илизарова, сохраняющее стереотип движения и уменьшающее нагрузку на средний отдел стопы у пациентов с артропатией Шарко данного отдела.

Одним из способов исправления различных деформаций костей стопы и области голеностопного сустава является аппарат Илизарова. Данный способ особенно актуален для пациентов с диабетической нейроостеоартропатией Шарко, сопровождающейся инфекционными осложнениями, остеопенией, гиповитаминозом витамина D. В послеоперационном периоде пациенты вынуждены исключить нагрузку полностью или ограничить её на оперированную конечность и использовать дополнительную опору в течение длительного времени, что в значительной мере ограничивает мобильность пациентов. При возобновлении нагрузки после длительного перерыва у пациентов происходит нарушение двигательного стереотипа, которое может сохраниться и после окончания лечения в аппарате Илизарова. Можно использовать специальное устройство, которое позволяет оказывать осевую нагрузку на оперированную конечность и имитирует перекат стопы, способствовало бы активизации пациентов.

Из области техники известно подобное устройство, названное «footplate» (Adams S.B., Jr., Astilla M., Easley M.E., Clinical Tip: Footplate Attachment for Ambulation on a Ring External Fixator J. Foot & Ankle International: 433-434, 2008), которое выполнено из трёх составляющих: полипропиленового основания, подошвы и подкладки для исключения контакта стопы с полипропиленовым основанием. По бокам основания имеются отверстия для стержней для соединения с аппаратом. Согласно мнению авторов, уже на первой неделе послеоперационного периода пациентам с данным устройством разрешается давать осевую нагрузку, начиная с 25% от массы тела. В статьях ( Frykberg R.G., Rogers L.C.: The diabetic Charcot foot: A primer on conservative and surgical management. J. Diabetic Foot Complications 1: 19-25, 2018; Lamm B.M., Standard S.C., Galley I.J., Herzenberg J.E., Paley D.: External Fixation for the Foot and Ankle in Children Clin Podiatr Med Surg 23: 137-166, 2006.; Roukis T.S., Zgonis Т.: Postoperative shoe modifications for weightbearing with the Ilizarov external fixation system. J. Foot Ankle Surg. 43(6): 433-435, 2004.; Zgonis Т., Roukis T.S., Polyzois V.D.: The use of Ilizarov technique and other types of external fixation for the treatment of intra-articularcalcaneal fractures. Clin. Podiatr. Med. Surg. 23(2): 343-353, 2006), где рассматривалось хирургическое лечение деформаций при стопе Шарко с использованием аппаратов наружной фиксации, представлены фото аппаратов, в компоновке которых была предусмотрена дополнительная рама, называемая «rocker bottom», «rolling sole», «walking ring» или «rocker ring». Чаще всего данная рама имела U-образную форму, имеющую на корпусе большое количество отверстий. При помощи стержней рама фиксируется к дистальному кольцу аппарата. Ещё один вариант «rocker bottom» представлен кольцом, которое прикрепляется к U-образной раме, зафиксированной на стопе. Авторы данного варианта «rocker bottom» также разрешают пациентам раннюю осевую нагрузку на оперированную конечность, начиная с первой недели, однако не отмечают, как необходимо дозировать нагрузку. По нашему мнению, данные компоновки довольно массивны и при использовании могут потребовать дополнительных ортопедических изделий для контралатеральной конечности, компенсирующих значительную разницу конечностей. А за счёт плоской формы «rocker bottom» при длительном их использовании у пациентов может меняться двигательный стереотип. Существенным минусом данных конструкций является невозможность проведения поддерживающей компрессии в парафрактурных кольцах при осуществлении вмешательства на среднем отделе стопы, иными словами, компоновка аппарата является стабилизационной без возможности проведения каких-либо репонирующих действий в аппарате внешней фиксации.

При изучении отечественной базы патентов были найдены изобретения на стоподержатели (Патент РФ № 2294178, опубл. 27.02.2007; Патент РФ № 2296541, опубл. 10.04.2007), главная задача одного из них - избежание формирования эквинусной установки стопы в аппарате, но не позволяющее давать осевую нагрузку на конечность (Патент РФ №2294178, опубл. 27.02.2007). Другой стоподержатель (Патент РФ 2294178, опубл. 27.02.2007) позволяет давать осевую нагрузку, но имеет непростое устройство и плоскую подошву. При анализе базы патентов США найдены патенты (Patent №7361176 В2 United States of America, Int. C1 A61B 17/56 (2006.01). External bone/joint fixation device: №10/750416; filed 31.12.2003; prior publication data 7.07.2005 / Copper P., Elsakka M., Mohrman J., Pepper J. / - 21 p.; Patent № 8945128 B2 United States of America, Int. C1 A61B 17/62 (2006.01), A61B 17/66 (2006.01). External fixator system: №13/792634; filed 11.03.2013; prior publication data 7.07.2005 8.08.2013/ Singh M.K., Crozet Y.S., Burgherr V. / 42 p.; Patent № 20210401465 Al United States of America, Int. C1 A61B 17/62 (2006.01), A61B 17/64 (2006.01), A61H 3/00 (2006.01), A61B 17/66 (2006.01). External fixator system: №17/468779; filed 8.09.2021; prior publication data 30.12.2021/ Singh M.K., Crozet Y.S., Burgherr V., Dahl М.Т./ - 38 p.) на наружные системы фиксации, в компоновке которых предусматривалось наличие специального «коромысла» - «rocker shoe».

Данное устройство представляет собой продолговатый дугообразный корпус. На концах коромысла имеются стержни для фиксации с концевой рамой аппарата. С этой же целью могут использоваться дополнительные отверстия, находящиеся на корпусе. Нижняя часть коромысла, предназначенная для контакта с поверхностью земли, может быть единым целым с корпусом или соединена с корпусом посредством клеящего материала. Также на контактирующей с землей поверхностью дополнительно может быть установлена рельефная поверхность или специальные протекторы для увеличения трения. Два таких коромысла фиксируются к дистальной базе аппарата у латерального и медиального края стопы. Данное устройство позволяет увеличить мобильность пациента, а наличие дугообразной поверхности имитирует привычный двигательный стереотип.

Также одним из вариантов для увеличения мобильности пациентов является использование подколенных костылей. У данного вида костылей есть преимущества в виде освобождения верхних конечностей, возможности оказания осевой нагрузки на конечность, но без непосредственной нагрузки на оперированный сегмент. Но пациентам с аппаратом Илизарова, у которых проксимальная база может быть расположена на границе верхней и средней трети голени, не представляется возможным зафиксировать костыль на уровне голени.

Изучив имеющиеся публикации и патенты на изобретения, можно сделать вывод о недостаточной распространённости подобных устройств. Также среди изученных нами работ было найдено до девяти вариантов возможных названий, что затрудняло поиск информации. Устройства по типу «коромысла» способствуют мобильности пациента, сохранению стереотипа движения. Также за счёт небольшой высоты коромысла разница между конечностями не настолько выражена, как при использовании более громоздких конструкций. Однако у пациентов со стопой Шарко, поражающей разные отделы стопы, имеются разные перекаты стопы и варианты распределения нагрузки. Устройства по типу «rocker shoe» не учитывают эти особенности. В изученных нами работах не было найдено отсылок на исследования по распределению нагрузки на стопу или объяснения, почему «rocker shoe» имеет дугообразную форму, обеспечивает ли подобная конфигурация снижение нагрузки на какой-то определённый отдел стопы.

Таким образом, наиболее близких аналогов предлагаемому решению не выявлено.

Достигаемым при использовании предлагаемого изобретения техническим результатом является обеспечение мобильности пациента при ходьбе в аппарате внешней фиксации путем осуществления физиологичного переката стопы при ходьбе и снижения нагрузки на фиксирующие элементы аппарата в послеоперационном периоде у пациентов с артропатией Шарко.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для ходьбы в аппарате внешней фиксации содержит раму, выполненную в виде жестко соединенных большой U-образной и малой замыкающей дуги, и основание в виде пластины с носочной и пяточной частями, закрепленной посредством сварного соединения в центральной части рамы с возможностью обеспечения линии переката путем поднятия пяточной части под углом 23 градуса и носочной части - 13 градусов. Линия переката составляет 54% длины пластины основания, а концы U-образной дуги соединены малой дугой на уровне ¹/₂ носочной части основания и имеют перекатную форму, что позволяет пациенту ходить с нагрузкой на конечность в аппарате внешней фиксации. Концы рамы могут быть продлены в носовой части при необходимости фиксации переднего отдела стопы. На раме посредством резьбовых соединений установлены три стержня для фиксации с дистальной базой аппарата, два из которых снабжены регулировочными механизмами.

За основу формы предлагаемой нами подставки принято распределение нагрузки на стопу при изготовлении разгрузочной обуви для среднего отдела стопы.

Такое конструктивное исполнение позволяет обеспечить надежную фиксацию к аппарату внешней фиксации с отсутствием крепления к переднему отделу стопы и возможностью проведения поддерживающей компрессии и репозиционных приемов на всем периоде фиксации.

Выполнение основания дугообразной формы с углом поднятия пяточной части 23 градуса, а носочной части 13 градусов повторяет форму перекатной подошвы у обуви, рекомендуемой при ношении пациентам с синдромом диабетической стопы и является унифицированной между формой переката для среднего и заднего отделов стопы, позволяет ходить с нагрузкой на оперированную конечность в аппарате внешней фиксации.

Величина линии переката 54% длины пластины основания, и соединение концов U-образной дуги с малой дугой на уровне ¹/₂ носочной части основания выбрано из условия обеспечения адекватного переката, соответствующего перекату подошвы диабетической обуви.

Наличие на раме трех стержней, два из которых боковые, снабжены регулировочными механизмами, что позволяет обеспечить точное и надежное крепление к базе аппарата внешней фиксации по всей окружности опоры вне зависимости от радиуса внешних опор аппарата наружной фиксации.

Предлагаемое техническое решение способствует мобильности пациентов, при разрешении нагрузки на конечность позволяет осуществлять более физиологичный перекат для среднего отдела стопы в послеоперационном периоде, тем самым уменьшая на него нагрузку. Также данное устройство при реконструкции на среднем отделе стопы позволяет осуществлять в нём поддерживающую компрессию.

Изобретение поясняется фигурами, где:

на фиг. 1 схематично представлен вид устройства в разрезе,

на фиг 2 схематично представлен общий вид устройства,

на фиг. 3 представлена иллюстрация установленного устройства,

на фиг. 4 и 5 представлены движения стопы в нейтральном и крайнем положении.

Устройство содержит раму 1, выполненную в виде большой U-образной дуги 2 и малой замыкающей дуги 3, которые связаны между собой сварным соединением. Основание выполнено в виде пластины 4 с носочной 5 и пяточной 6 частями и закреплено посредством сварного соединения к раме 1 пяточной частью 6 к большой дуге 2, а носочной частью 5, на уровне ее ¹/₂, - к малой дуге 3. На раме установлены посредством резьбовых соединений стержни 7 для фиксации с дистальной базой аппарата. При этом два стержня снабжены регулировочными механизмами 8 для надежной фиксации.

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом:

В послеоперационном периоде устройство крепится к полукольцу аппарата внешней фиксации на заднем отделе стопы посредством крепежных элементов 3, затем осуществляется фиксация стандартными гайками М6. Наличие двух регулировочных механизмов 8 на боковых стержнях 7 позволяет отцентрировать устройство и фиксировать его к опоре вне зависимости от радиуса полукольца аппарата. Далее пациент начинает активизацию с помощью дополнительных средств опоры (костыли, ходунки), давая дозированную возрастающую нагрузку на оперированную нижнюю конечность.

Таким образом, предлагаемое устройство для ходьбы в аппарате внешней фиксации позволяет обеспечить мобильность пациента при ходьбе в аппарате внешней фиксации путем осуществления физиологичного переката стопы при ходьбе, позволяет снизить нагрузки на фиксирующие элементы аппарата в послеоперационном периоде у пациентов с артропатией Шарко, что существенно улучшает качество жизни пациента.

Предлагаемое изобретение подтверждается клиническим примером.

Клинический пример:

Пациент К. 36 лет, выполнена реконструктивная операция на голеностопном суставе с фиксацией голени и стопы аппаратом внешней фиксации. В послеоперационном периоде произведено крепление устройства к аппарату на стопе (фиг.1), пациент начал дозированную нагрузку на стопу с помощью дополнительных средств опоры (костыли). На всем этапе фиксации аппаратом пациент передвигался с помощью данного устройства и дополнительных средств опоры. Это обеспечило более комфортную ходьбу и повысило качество жизни в послеоперационном периоде. Устройство было демонтировано вместе с аппаратом при рентгенологических признаках консолидации.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройству для ходьбы в аппарате внешней фиксации. Устройство содержит раму, выполненную в виде соединенных большой и малой дуг и основания, выполненного в виде пластины с носочной и пяточной частями и закрепленного посредством сварного соединения к раме пяточной частью к большой дуге, а носочной частью на уровне ¹/₂ носочной части - к малой дуге. Основание выполнено повторяющим форму перекатной подошвы у обуви для пациентов с синдромом диабетической стопы, с возможностью обеспечения линии переката путем поднятия пяточной части под углом 23 градуса и носочной части под углом 13 градусов. Линия переката составляет 54% длины пластины основания, а концы большой дуги соединены малой дугой на уровне ¹/₂ носочной части основания. На раме посредством резьбовых соединений установлены три стержня для фиксации с дистальной базой аппарата внешней фиксации. Два стержня снабжены регулировочными механизмами, большая дуга выполнена U-образной, а малая дуга выполнена замыкающей большую дугу. Техническим результатом является обеспечение мобильности пациента при ходьбе в аппарате внешней фиксации путем осуществления физиологичного переката стопы при ходьбе и снижения нагрузки на фиксирующие элементы аппарата в послеоперационном периоде у пациентов с артропатией Шарко. 5 ил.

Устройство для ходьбы в аппарате внешней фиксации, содержащее раму, выполненную в виде соединенных большой и малой дуг и основания, выполненного в виде пластины с носочной и пяточной частями и закрепленного посредством сварного соединения к раме пяточной частью к большой дуге, а носочной частью на уровне ¹/₂ носочной части - к малой дуге, основание выполнено повторяющим форму перекатной подошвы у обуви для пациентов с синдромом диабетической стопы, с возможностью обеспечения линии переката путем поднятия пяточной части под углом 23 градуса и носочной части под углом 13 градусов, причем линия переката составляет 54% длины пластины основания, а концы большой дуги соединены малой дугой на уровне ¹/₂ носочной части основания, при этом на раме посредством резьбовых соединений установлены три стержня для фиксации с дистальной базой аппарата внешней фиксации, причем два стержня снабжены регулировочными механизмами, большая дуга выполнена U-образной, а малая дуга выполнена замыкающей большую дугу.