Спосіб лікування переломів таранної кістки

Реферат: Спосіб лікування переломів таранної кістки включає застосування зустрічно-компресуючих гвинтів, передбачає адекватну репозицію та стабільну фіксацію кісткових уламків з мінімально травматичним хірургічним доступом. Процедуру виконують лише з одного хірургічного доступу, використовують канюльований самонарізний зустрічно-компресуюч гвинт, що має експериментально обґрунтовані, оптимальні до таранної кістки розміри. Внутрішній канал гвинта діаметром 1,5 мм виконано з можливістю використовувати стандартну шпицю Кіршнера як напрямну провізорну шпицю. UA 84716 U (54) СПОСІБ ЛІКУВАННЯ ПЕРЕЛОМІВ ТАРАННОЇ КІСТКИ UA 84716 U UA 84716 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до медицини, переважно до хірургічних способів лікування, та може бути використана в травматології та ортопедії при лікуванні хворих з переломами таранної кістки. Переломи таранної кістки є другими за частотою серед переломів кісток передплесни, складають менше 1 % від усіх переломів кісток скелета, близько 2 % в загальній структурі переломів нижньої кінцівки і 5-7 % пошкоджень кісток стопи [1, 3, 4, 8, 10, 16, 22]. За механізмом пошкодження більшість переломів таранної кістки виникає в наслідок непрямої травми, під впливом сили надмірного розгинання стопи значної величини при контакті з площиною опори або ґрунту, а у завершальній фазі травми - дії додаткових ротаційних сил на стопу. В основному, такі пошкодження викликаються складними високоенергетичними травмами в результаті падіння з висоти або під час дорожньо-транспортних пригод (водії або пасажири автомобілів) [1, 6, 15]. Таранна кістка має основне живлення з артерії тарзального каналу і sinus tarsi. Єдине місце, яке не має великих перфорантних артерій знаходиться в ділянці передньолатерального відростка, що потрібно враховувати при плануванні місця для введення фіксаторів при остеосинтезі. Внутрішньокісткове кровопостачання тіла таранної кістки відбувається в напрямку від задньої частини шийки в тіло таранної кістки, тому переломи із зміщенням, що локалізуються в задній частині шийки, найбільш несприятливі в аспекті розвитку асептичного некрозу таранної кістки [12, 13]. Хоча частота переломів таранної кістки відносно не велика, наслідки несвоєчасного або неправильного лікування часто призводять до ускладнень у вигляді аваскулярного некрозу таранної кістки, неправильної консолідації переломів, важких нейродистрофічних розладів пошкодженої кінцівки, дегенеративно-деструктивних процесів у всіх суміжних з таранної кісткою суглобах, порушення біомеханіки ходьби і опорної функції кінцівки. Все це швидко призводить до значного зниження якості життя, інвалідизації даної категорії хворих і необхідності виконання складних реконструктивних операцій [2, 7, 9, 11]. Частота незадовільних результатів лікування переломів таранної кістки - від 30 % до 70 %. Основною причиною такого стану є асептичний некроз тіла таранної кістки, який спостерігається за різними даними, від 11,5 % до 21,5 % випадків від усіх переломів таранної кістки. При цьому, тяжкість ушкодження кістки, як безпосередня причина асептичного некрозу, є вагомим фактором лише у 28 % випадків, всі інші обумовлені діагностичними помилками, недооцінкою тяжкості даного ушкодження, недооцінкою можливостей оперативного лікування, намаганням уникнути хірургічних ускладнень, а тому більшої схильності до консервативного лікування. [6, 9, 10, 14]. Застосування неадекватних хірургічних доступів, груба хірургічна техніка, спричиняють неточну репозицію, поглиблення порушень кровообігу, аваскулярний некроз таранної кістки, а у разі неправильного зрощення кісткових уламків - викликають деформуючий остеоартроз суглобів заднього відділу стопи та некомпенсовані деформації стопи. Отже, визначальною для анатомо-функціонального результату та оптимальних строків зрощення переломів таранної кістки, вважають проблему точного анатомічного співставлення фрагментів ушкодженої кістки та стабільної їх фіксації, за умови мінімально травматичного хірургічного доступу з урахуванням особливостей кровопостачання таранної кістки. Все це вказує на необхідність ретельного передопераційного обстеження при формуванні тактики лікування та плануванні оперативного втручання. В більшості випадків, крім рентгенологічного дослідження необхідно виконувати комп'ютерну томографію, що значно розширює уявлення хірурга про поширеність перелому, його тип і характер зміщення уламків, а відтак дозволяє зрозуміти і можливий ступінь порушення кровообігу та обґрунтувати вибір оптимальної хірургічної тактики. Таким чином, проблема лікування переломів таранної кістки залишається актуальною як в медичному, так і в соціальному плані. В ортопедо-травматологічній практиці для остеосинтезу центральних переломів таранної кістки застосовуються традиційні 3,5 мм кортикальні та малеолярні гвинти системи АО в поєднанні з застосуванням металевих шпиць Кіршнера, що вводяться з різних доступів або їх комбінацій - передньо-латерального, передньо-медіального, серединного дорзального, задньолатерального. Вказані хірургічні доступи застосовуються залежно від локалізації, лінії перелому та ступеня зміщення уламків для забезпечення репозиції кісткових фрагментів, оскільки застосування традиційних металоконструкцій для фіксації уламків не дозволяє досягти адекватної репозиції та надійної фіксації лише з одного мінімально травматичного доступу. 1 UA 84716 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Недоліками даних операційних доступів часто є їх надмірна травматичність, що значно погіршує кровопостачання таранної кістки. Недоліками металоконструкцій є однонаправленість компресії від дистального уламку до проксимального, що далеко не завжди клінічно доцільно та/або достатньо; обмеженість можливостей щодо компресії та фіксації, руйнування та втрата губчатої частини кістки по діаметра каналу, а також не врахування анатомічних особливостей таранної кістки. З метою покращення результатів хірургічного лікування хворих при переломах таранної кістки та оптимізації остеосинтезу, на підставі проведених анатомічних і експериментальних досліджень, нами розроблена серія спеціальних канюльованих гвинтів для таранної кістки з зустрічно-компресуючим механізмом дії. В техніці такі гвинти називають диференційними. Конструктивно такі гвинти виконують з двома різьбами з однаковими діаметрами та кроками, але з різним направленням різьби (права і ліва), або з двома різьбами різних діаметрів і кроків. Принцип дії таких гвинтів заснований на різниці лінійних переміщень ділянок з різними діаметрами і кроками за один оберт всього гвинта. За найближчий аналог вибрана конструкція зустрічно-компресуючого гвинта, який має головку, тіло та дві різьбові частини різного діаметра: в підголовчатій частині гвинта діаметр різьби 6,5 мм, на протилежній частині гвинта діаметр різьби 4,5 мм. Довжина кожної різьби коливається в межах 5,0 мм до 30,0 мм. Розташоване між двома різьбами тіло гвинта, не має різьби, його довжина коливається від 9,0 до 37,0 мм, а діаметр 4,0 мм [5]. Недоліками даної конструкції, що унеможливлюють її використання для остеосинтезу таранної кістки є передусім його значні розміри та велика різниця кроків різьби меншого і більшого діаметрів. Відомо, що проміжок між уламком та кісткою, який потрібно усунути при репозиції та остеосинтезі складає максимально до 2 мм. При різниці кроків 1,5 мм ця відстань виходить за межі двох обертів гвинта, тобто лише 2 витки різьби більшого діаметра вкручуються в уламок. Фактичні розміри гвинта, який вибрано за найближчий аналог, не дозволяють застосувати його для фіксації таранної кістки, через мініатюрність кісткових фрагментів та загрозу їх додаткового руйнування. Велика різниця кроків може призвести до самовигвинчування конструкції при нерівномірних навантаженнях. У відомій конструкції не передбачено можливості для самонарізання різьби у кісткових фрагментах, що обумовлює необхідність додаткових етапів із застосуванням мечика, а відтак подовжує час операції, і створює загрозу втрати репозиції. Відсутність внутрішнього каналу у конструкції найближчого аналога, обумовлює додаткові складнощі при його проведенні, що пов'язані з подовженням часу операції та загрозою спонтанної втрати напрямку введення. Остеосинтез, що виконується за допомогою напрямної провізорної шпиці виконується значно легше, швидше і точніше. Задача, яку вирішує корисна модель, полягає у мінімізації кількості та розмірів хірургічного доступу, зменшенні травматичності та попередженні порушень кровопостачання таранної кістки під час хірургічного втручання, максимальному збереженні кісткової тканини та зменшенні часу оперативного втручання, спрощенні процедури репозиції та остеосинтезу при забезпеченні надійної фіксації з міжфрагментарною компресією кісткових уламків. В основу корисної моделі покладений принцип зустрічної компресії, що створюється завдяки різниці кроку та діаметра різьби на проксимальній та дистальній частинах гвинта, а також малотравматичний доступ і полегшений спосіб введення гвинта, завдяки наявності канюлі та мітчика з стружковою канавкою у передній частині різьб. Технічний результат, що досягається, полягає у підвищенні ефективності лікування хворих з переломами таранної кістки завдяки можливості з оптимального, мінімально травматичного передньо-латерального доступу, забезпечити адекватну репозицію та фіксацію кісткових уламків з забезпеченням між фрагментарної компресії та максимальним збереженням кісткової тканини. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі, який передбачає адекватну репозицію та стабільну фіксацію кісткових уламків з мінімально травматичного хірургічного доступу із застосуванням канюльованого самонарізного зустрічно-компресуючого гвинта, згідно з корисною моделлю, процедуру виконують лише з одного хірургічного доступу, гвинт має експериментально обґрунтовані, оптимальні до таранної кістки розміри, внутрішній канал гвинта, діаметром 1,5 мм, дозволяє використовувати стандартну шпицю Кіршнера як направляючу провізорну шпицю, гвинт одночасно виконує функцію свердла та мечика, а різниця між кроками різьбових частин забезпечує 0,5 мм компресії на кожному оберті. Відмінною особливістю конструкції, що заявляється, є внутрішній канал діаметром 1,5 мм, який дозволяє використовувати стандартну шпицю Кіршнера як направляючу провізорну шпицю, що забезпечує можливість точної репозиції та попередньої фіксації відламків, збільшує точність і зменшує травматичність при введенні гвинта, а різниця між кроками різьбових частин 2 UA 84716 U 5 10 15 забезпечує 0,5 мм компресії на кожному оберті. Останнє забезпечує можливість усунення залишкових зміщень, створення достатньої між фрагментарної компресії та надійної фіксації. Технічний опис. Згідно з корисною моделлю, з передньо-латерального доступу до таранної кістки проводиться ревізія перелому, репозиція уламків та провізорна фіксація за допомогою шпиці Кіршнера з передньолатеральної поверхні шийки таранної кістки в тіло таранної кістки у задньомедіальному напрямку. Після інтраопераційного рентгенконтролю, за умови адекватної репозиції уламків, на відстані 5-7 мм паралельно до першої шпиці проводиться друга деротаційна шпиця Кіршнера. В подальшому, по першій напрямній шпиці, без застосування розсвердлювання, вводиться само нарізний канюльований гвинт відповідного розміру запропонованої конструкції. Суть корисної моделі пояснюється ілюстративно на фіг. 1, де представлено загальний вигляд зустрічно-компресуючого гвинта на креслені та у 3D зображенні, а також на фіг. 2, де показано механізм взаємодії гвинта з кісткою. Конструктивні параметри різьбових частин канюльованого самонарізного зустрічнокомпресуючого гвинта для остеосинтезу переломів таранної кістки наведено в таблиці 1. Таблиця 1 Основні конструктивні параметри різьбових частин гвинта Параметри Зовнішній діаметр різьби Внутрішній діаметр різьби Середній діаметр різьби Крок витка Висота витка Кут підйому гвинтової лінії 20 25 30 35 40 45 Одиниця виміру мм мм мм мм мм º Різьба малого діаметра d=3,5 d1=2,4 dсер = 2,95 S=2,25 h=0,55 ψ = 13°38'47" Різьба великого діаметра d' = 4,5 d'1=3,3 d'cep=3,9 S' = 1,75 h' = 0,6 ψ = 8°7'44" Представлені технічні параметри конструкції базуються на основі натурних експериментальних досліджень та фізико-математичних розрахунків з використанням формул, які застосовуються у техніці для оцінки навантажувальної спроможності різьбових з'єднань, а також отримані в результаті експерименту при вивченні механізму взаємодії системи кістка відламок - гвинт. Проведення серії натурних експериментальних досліджень на 24 препаратах свіжих таранних кісток, дозволило визначити їх середній розмір у різних анатомічних зонах, що стало основою для обґрунтування оптимальних розмірів фіксатора. Експериментальне визначення фізичних показників кісткової тканини таранної кістки (модуль Юнга та коефіцієнт Пуассона) дали можливість провести розрахунки для обґрунтування параметрів різьбової частини фіксатора, визначення необхідної та допустимої жорсткості фіксації та ступеню компресії. Визначення середньої площі поперечного перерізу таранної кістки на рівні найвужчої частини її шийки, дозволило обґрунтувати оптимальний діаметр фіксатора, при введенні якого, втрата кісткової тканини у найвужчій частині не перевищує 10-15 %. За допомогою математичних розрахунків вивчалась закономірність між осьовим зусиллям різьби малого та більшого діаметрів в зустрічно-компресуючому гвинті та визначені оптимальні площі навантажувальних поверхонь різьб, оптимальна кількість витків і ширина їх кроку, необхідна довжина більшої та меншої різьб і всього зустрічно-компресуючого гвинта для створення компресії та попередження зриву різьби малого діаметра з більшим кроком у процесі вкручування гвинта в кістку. Крім цього визначався запас міцності з'єднання системи кістка відламок - гвинт при статичному дозованому навантаженні. Так, для розробленого зразка в реальних умовах навантаження існує майже 10-ти кратний запас міцності для системи кісткагвинт на зрив. Також розраховувалася доля моменту, що витрачається на створення осьового зусилля від повного моменту затягування зустрічно-компресуючого гвинта, яка дозволяє визначити направленість і величину компресії. Конкретні приклади застосування. Хворий М., 47 років (історія хвороби № 47895) госпіталізований в ортопедо-травматологічне відділення з приводу перелому таранної кістки зі зміщенням відламків (центральний перелом таранної кістки із зміщенням уламків понад 1 мм - тип 3 за Hawkins, 1970). Після відповідної перед операційної підготовки хворому у першу добу після травми проведено оперативне втручання - репозиція та фіксація відламків згідно заявленого способу з фіксацією гвинтом 3 UA 84716 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 запропонованої конструкції. Іммобілізація у гіпсовій пов'язці 4 тижні. Консолідація констатована через 2 місяці після операції, через 6 місяців ознак асептичного некрозу таранної кістки не визначається, функція в надп'ятково-гомілковому суглобі в повному об'ємі. Працездатність відновлена. За період з 2012 по 2013 рік на базі ДУ "Інститут травматології та ортопедії НАМИ України", Центрального військового госпіталю прикордонних військ України, Дорожньої клінічної лікарні № 1 було проліковано 17 хворих з переломами таранної кістки у яких використовувався спосіб лікування з фіксацією відламків зустрічно-компресуючим гвинтом. Клінічна практика показала високу ефективність використання даного способу та конструкції, що проявлялось значним покращенням функції надп'ятково-гомілкового суглоба, зменшенням частоти ускладнень, скороченням терміну непрацездатності та реабілітації, покращення загального стану пацієнтів, розширенням їх побутової та соціальної активності. Джерела інформації:: 1. Даниляк В.И. Переломы таранной кости. //Margo anterior 1999. - № 5-6 (Совместное издание AOVASIF и МАТИС). 2. Исмайлов Г.Р. Расчет приемов реконструкции заднего отдела стопы / Г.Р. Исмайлов, Д.В. Самусенко, Г.В. Дьячкова//Гений ортопедии.-2002. - № 4. - С. 81-84. 3. Каплунов О.А. Способ лечения посттравматических изменений таранной кости / 4. О.А. Каплунов, А.Г. Каплунов. // Травматология и ортопедия России.-2004. - № 3. -С. 3537. 5. Корышков Н.А. Травма стопы / НА. Корышков. - Ярославль - Рыбинск, 2006.-208 с. 6. Пат. Україна, МКІ А61 F5/37. Зустрічно-компресуючий гвинт /Герцен ГЛ., заявник і патентовласник Національна медична академія післядипломної освіти ім. П.Л. Шупика. - № 6346; опуб. 16.05.2005. 7. Паламарчук В.В. Лікування переломів, переломо-вивихів таранної кістки, підтаранних вивихів стопи та суміжних пошкоджень: Автореф. дис… канд. мед. наук. - X., 2002.-21 с. 8. Подвальный А.Ю., Скурихин Ю.К. Контрастная артрография при повреждениях голеностопного сустава// Ортопедия, травматология и протезирование.-1975. - № 1. - С. 62-63. 9. Поспелова А.П. К анатомии артерий голени и стопы человека: Автореф. дис… канд.мед.наук. - М., 1955.-10 с. 10. Прозоровский В.Ф. Некоторые аспекты лечения сложных переломов блока таранной кости / В.Ф. Прозоровский, С.А. Корж, А.Л. Бородай // Ортопед., травматол. и протезир.-2003. № 4. - С. 67-72. 11. Нікітін П.В. Діагностика та лікування пошкоджень кісток стопи. - К.: Фенікс, 2005-192 с. 12. Скороглядов А.В. Лечение переломов отростков таранной кости / А.В. Скороглядов, Г.В. Коробушкин, М.В. Науменко // Материалы научно-практической конференции "Актуальные проблемы травматологии и ортопедии". - М., 2008. - С. 75. 13. Турчин А.М… Сучасні уявлення про особливості анатомії і кровопостачання таранної кістки / А.М. Турчин, Т.М. Омельченко, О.А. Турчин, С.В. Хомич // Літопис травматології та ортопедії.-2013. - № 1-2. - С. 169-172. 14. Цхакая М.И. Кровоснабжение костей стопы // Ортопедия и травматология.-1934. - № 3. С. 14-28. 15. Черкес-Заде Д.И., Каменев Ю.Ф. Хирургия стопы. - М.: Медицина, 1995.-288 с. 16. Шигарев. В.М. Наш взгляд на современное состояние проблемы лечения переломов таранной кости / В.М. Шигарев, С.Я, Зырянов // Гений ортопедии. 1998. - № 2.-25-28. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 Спосіб лікування переломів таранної кістки, що включає застосування зустрічно-компресуючих гвинтів, передбачає адекватну репозицію та стабільну фіксацію кісткових уламків з мінімально травматичним хірургічним доступом, який відрізняється тим, що процедуру виконують лише з одного хірургічного доступу, використовують канюльований самонарізний зустрічнокомпресуючий гвинт, що має експериментально обґрунтовані, оптимальні до таранної кістки розміри, внутрішній канал гвинта діаметром 1,5 мм виконано з можливістю використовувати стандартну шпицю Кіршнера як напрямну провізорну шпицю. 4 UA 84716 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5