Спосіб переднього спондилодезу

Реферат: Спосіб переднього спондилодезу включає КТ-сканування хребта пацієнта згідно з стандартними вимогами, імітують корекцію деформацій хребта, визначають необхідні параметри телескопічного імплантата та його підгонку. Здійснюють передній доступ, послідовно тотально чи субтотально резектують вражені тіла хребців та впроваджують телескопічний ендопротез, заповнений кістковим або штучним наповнювачем, після чого збільшують його розмір, до досягнення оптимальної деформації хребта. До операційного втручання проводять магнітно-резонансну томографію хребта пацієнта, за результатами якої будують тривимірну модель хребта, на якій віртуально визначають фізичні розміри ендопротезу та ложа для його розміщення, визначають параметри гнучкості хребта та здатність його до дистракції. За отриманими параметрами готують ендопротез та починають безпосередньо оперативне лікування хребта хворого, під час якого за визначеними заздалегідь параметрам готують ложе, в яке встановлюють заздалегідь підготовлений ендопротез та починають його розсувати. При досягненні розсуванням ендопротезу його попередньо визначеної на моделі довжини, припиняють подальше його збільшення та фіксують ендопротез антиміграційними гвинтами, місцезнаходження та напрям укручування яких попередньо визначене на моделі, після чого рану пошарово зашивають. UA 99058 U (54) СПОСІБ ПЕРЕДНЬОГО СПОНДИЛОДЕЗУ UA 99058 U UA 99058 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до нейрохірургії, а саме, стосується способів хірургічного впровадження імплантатів для відновлення функції переднього опорного комплексу після резекції одного чи декількох тіл хребців, та може бути використана в ортопедії, травматології та нейрохірургії при хірургічному лікуванні захворювань та ушкоджень хребта, зокрема його шийного відділу. Для реклінації та відновлення фізіологічних розмірів хребта у сучасній нейрохірургії широко використовують різні тілозамінюючі ендопротези різноманітних конструкцій. При цьому ендопротези, що імплантуються, по-перше, повинні мати чітко визначений необхідний розмір, залежний від кісткового дефекту, який утворюється під час корпоректомії або резекції хребця, а по-друге, треба чітко визначити місце його розташування та напрям укручування антиміграційних фіксуючих гвинтів. Задачі визначення необхідного розміру ендопротезу, зокрема його довжини та діаметра, визначення його просторової орієнтації у хребті, розміри та напрями укручування антиміграційних гвинтів вирішують по різному. Традиційно для їх вирішення проводять передопераційні дослідження ушкодженої ділянки хребта із залученням комп'ютерної техніки, результатів рентгеноскопічних досліджень, результатів КТ-досліджень та магнітно-резонансної томографії. Серед таких методів дослідження відомий спосіб заднього міжтілового спондилодезу, при якому, ще до оперативного втручання, за даними рентгенографічних та МРТ досліджень ушкодженої ділянки хребта, визначають діаметр міжтілового диска, а отже, й діаметр імплантата. Далі з передньоверхньої греблі клубової кістки резектують циліндричний бікортикальний аутотрансплантат необхідного діаметра та розсікають його у поперечному напрямі для отримання двох аутотрансплантатів однакової довжини, і здійснюють спондилодез по заміні ушкодженого диска на імплантати [див. пат. Російської Федерації № 2408316 з класу А61В 17/56 опублікований 10.01.2011 року]. Основним недоліком відомого способу спондилодезу є обмеженість області його використання, оскільки він пристосований тільки для заміни міжтілових дисків, а також відомий спосіб не передбачає дослідження деформацій хребта та можливості його виправлення за допомогою міжтілових імплантатів. Крім того, попереднє дослідження передбачає визначення лише розмірів аутотрансплантатів, хоча для цього достатньо було б скористатися результатами рентгенівського дослідження, оскільки МРТ дослідження його лише дублює, не додаючи додаткової корисної інформації. Цього недоліку позбавлений спосіб переднього спондилодезу, при якому перед оперативним втручанням, за даними рентгенограм оцінюють ступінь посттравматичної деформації хребтового сегмента, зниження висоти тіла хребця, його клиновидну деформацію, виконують КТ-дослідження, під час якого виконують реформацію передньої стінки хребтового каналу та корекцію посттравматичної деформації, після чого здійснюють оперативне втручання. Після завершення реконструкції проводять повторне КТ-дослідження з 3D реконструкцією, по результатах яких визначають посттравматичний дефект тіла ушкодженого хребця та об'єми тіл суміжних з ним хребців, та, якщо об'єм дефекту буде складати понад 25 % від середньоарифметичної величини об'ємів тім суміжних хребців, спондилодез проводять повторно [див. пат. Російської Федерації № 2445038 з класу А61В 17/56 опублікований 20.03.2012 року]. Основним недоліком відомого технічного рішення є низька ефективність попереднього моделювання ходу спондилодезу, оскільки таке моделювання не дає можливості бути впевненим у позитивному результаті після хірургічного втручання, вимушує проводити дослідження повторно та, у деяких випадках, здійснювати повторний спондилодез, через те, що перше попереднє дослідження, незважаючи на моделювання деформації хребта, не дозволяє передбачити зміну об'єму ушкодженого хребця. З цього виходить, що таке попереднє моделювання взагалі можна вважати зайвим, оскільки після нього треба ще раз повторювати ті ж самі дослідження, а отже, не зрозуміло, що саме моделювалося перед виконанням першого спондилодезу. В цьому плані, найбільш близьким за своєю суттю та ефекту, що досягається, і який приймається за прототип, є спосіб спондилодезу з використанням новітньої роботизованої системи для спінальної нейрохірургії SpineAssist®, при якому проводять КТ-сканування хребта пацієнта згідно з стандартними вимогами, імітують корекцію деформацій хребта, якщо така потрібна, з віртуального каталогу хірургічних імплантатів підбирають необхідні за розмірами (довжиною та діаметром) фіксуючі гвинти, вибирають точки їх постановки, орієнтують напрям укручування гвинтів в трьох проекціях, після чого на хребет хворого встановлюють платформу, на якій розміщують та фіксують мостовий пристрій (робот), який позиціонує свою направляючу "руку" згідно з спланованою траєкторією, задаючи в точності місце розташування і траєкторію 1 UA 99058 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 постановки гвинтів, далі у направляючий канал закладають гвинти, та укручують їх у хребет [див. WEB-сайт клініки спінальної нейрохірургії та неврології АКСИС на базі науково-дослідного інституту ім. Н.Н. Бурденко. - Електронний ресурс: http://www.axisclinic.ru]. Основними недоліками відомого технічного рішення є обмеженість області використання та складність і вузька спеціалізація робота. Робот пристосований лише для спрямування фіксуючих гвинтів і ніяким чином не здатний впроваджувати інші види імплантатів. Тому таке дороге обладнання, при застуванні лише для визначення напряму укручування гвинтів, ані з економічної, ані з медичної точки зору не виправдовує себе. Ще один суттєвий недолік відомого технічного рішення полягає в тому, що при передопераційному дослідженні не проводиться аналіз можливості дистракції хребта, що є надзвичайно важливішим та відповідальним етапом дослідження, оскільки саме дистракція дозволяє рухомість хребта у поздовжньому напрямі, а отже, виявити максимально можливу довжину ендопротеза для його встановлення поміж хребцями. Те ж саме можна казати й про можливу кутову деформацію хребта для оцінки можливості його виправлення за допомогою ендопротезу. Загалом, незважаючи на сучасність відомого комп'ютеризованого діагностування та виконання операції за допомогою робота, слід наголосити, що він не пристосований для спондилодезів із застосуванням ендопротезів, що замінюють ушкоджені резектовані хребці. Саме ця обставина обмежує використання відомого комп'ютерного обладнання, а нейрохірурги вимушені вимірювати розміри та підганяти розміри ендопротезів звичайними традиційними методами з використанням звичайних вимірювальних інструментів, таких як лінійки, штангелі, циркулі тощо [див. статтю: Слынько Е.И., Вербов В.В., Соколов В.В., Леонтьев А.Ю., Гончаренко А.Ф., Деркач В.М., Лобунько В.В. Хирургическая техника вентральной декомпрессии спинного мозга с корпородезом с использованием телескопических устройств // Український нейрохірургічний журнал. - 2011. - № 4 С. 64-65], а то і взагалі здійснювати підгонку ендопротезу під час проведення самої операції, наприклад, ножицями [див. інструкцію: "Органосохраняющая хирургическая технология переднего межтелового спондилодеза с использованием сетчатых титановых имплантатов", утвержденной Министерством здравоохранения республики Беларусь. - Минск: ГУ "Республиканский научно-практический центр травматологии и ортопедии", 2011. - 15 с.; С. 9-10], навіть, коли використовуються телескопічні ендопротези (їхні штоки можуть виявитися надмірно довгастими або, навпаки, короткими для надійної фіксації ендопротезом хребта). Якщо шток ендопротезу буде мати занадто велику довжину виникає висока ймовірність пролабування суміжних з ним хребців, а якщо недостатню - можлива мікроміграція ендопротезу) що не дозволяє гарантувати ефективність відновлення функцій хребта, а отже не можуть бути прогнозовані наслідки спондилодезу. Крім того, спосіб передопераційного дослідження SpineAssist® з роботизованою системою не передбачає моделювання на віртуальній 3D моделі параметрів ложа для ендопротезу, що ще додає труднощів у визначенні для визначення розмірів ендопротезу, зокрема, оптимального діаметра, що, у підсумку, знижує ймовірність досягнення повноти відновлення функцій хребта. В основу корисної моделі поставлена задача спрощення способу переднього спондилодезу з одночасним підвищенням ефективності хірургічного втручання та ефективності відновлення функцій хребта, за рахунок повної попередньої підготовки ендопротезу, попереднього встановлення конфігурації ложа, рівня резекції пошкодженого хребця та межі дистракції хребта шляхом проведення певного віртуального дослідження хребта пацієнта і моделювання "роботи" хребта з ендопротезом. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб переднього спондилодезу, при якому проводять КТ-сканування хребта пацієнта згідно з стандартними вимогами, імітують корекцію деформацій хребта, якщо така потрібна, визначають необхідні параметри телескопічного імплантата та його підгонку, відомими способами здійснюють передній доступ, послідовно тотально чи субтотально резектують вражені тіла хребців та впроваджують телескопічний ендопротез, заповнений кістковим або штучним наповнювачем, після чого збільшують його розмір, до досягнення оптимальної деформації хребта, згідно з пропозицією, до операційного втручання проводять магнітно-резонансну томографію хребта пацієнта, за результатами якою будують тривимірну модель хребта, на якій віртуально визначають фізичні розміри ендопротезу та ложа для його розміщення, визначають параметри гнучкості хребта та здатність його до дистракції, після чого за отриманими параметрами готують ендопротез та починають безпосередньо оперативне лікування хребта хворого, під час якого за визначеними заздалегідь параметрам готують ложе, в яке встановлюють заздалегідь підготовлений ендопротез та починають його розсувати, а при досягненні розсуванням ендопротезу його попередньо 2 UA 99058 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 визначеної на моделі довжини, припиняють подальше його збільшення та фіксують ендопротез антиміграційними гвинтами, місцезнаходження та напрям укручування яких попередньо визначене на моделі, після чого рану пошарово зашивають. Завдяки такому підходу, взагалі виключається необхідність у повторних операційних втручаннях. Максимальний результат та ефективність досягаються з першого разу. Завдяки проведенню попередніх медичних показників пошкодження хребта за допомогою магнітно-резонансної томографії щодо індивідуальних особливостей та здатності хребта пацієнта до дистракції, заздалегідь визначається оптимальна довжина ендопротеза, оптимальні розміри ложа та напрям укручування антиміграційних гвинтів, які разом забезпечують надійне його розташування замість вилученого хребця, та необхідну деформацію хребта для відновлення його функцій. Крім того, з'являється можливість заздалегідь обґрунтовано визначити розмір ендопротезу та підготовити його фізичні параметри (розміри, підгинання напівпластин, оптимальну кількість робочих витків різьблення тощо), та саме так звести його масу до мінімуму, а також зменшити час оперативного втручання. Завдяки відмови від платформи з роботом, не тільки спрощений комплекс та знижена його вартість, але, що головне, з безпосередньої зони проведення операції, виведений пристрій, який обмежує дії хірургів, заважаючи їм здійснювати вільне маніпулювання руками та інструментом. Разом запропоновані попередні дослідження, проведені на віртуальній моделі і досягнення змодельованих розмірів ендопротеза у робочому стані на реальному хребті, дозволяють отримати максимальну ефективність лікування хворих на фоні мінімального ризику та часу хірургічного втручання та післяопераційного періоду реабілітації, та саме так максимально підвищити результативність та ефективність переднього спондилодезу. Розсування ендопротезу до чітко визначеної величини у поєднанні з чітко визначеними параметрами ложа, кількості антиміграційних гвинтів та напрями їх укручування є головною перевагою пропозиції, яка дозволяє максимально реалізувати поставлені перед ними хірургами задачі. Ця пропозиція може бути успішно використана і при виконанні спондилодезу з будь-яким доступом та на будь-якому відділі хребта. Запропонований спосіб переднього спондилодезу реалізують наступним чином. Спочатку проводять магнітно-резонансну томографію хребта пацієнта, за результатами вивчають пошкодження. Потім будують тривимірну віртуальну модель хребта з використання будь-якого відомого програмного продукту, на якій віртуально проводять резекцію та визначають фізичні параметри ендопротезу, визначають параметри гнучкості хребта та здатність його до дистракції, розміри ложа, а також визначають потрібну кількість антиміграційних гвинтів, їхню довжину та напрям укручування. Цей підготовчий період дозволяє змоделювати та врахувати всі параметри трансплантата та його надійного розташування у хребті людини. Після чого за отриманими параметрами підбирають найбільш ефективний для даного конкретного випадку телескопічний ендопротез та готують його до імплантації вкручують півкорпуси на певний рівень, підгинають Г-подібні пластин тощо. По завершенню підготовчого етапу починають безпосередньо хірургічне лікування хребта хворого. Після виконання доступу до потрібного сегмента хребта одним з відомих способів здійснюють резекцію елементів переднього опорного комплексу на необхідному проміжку. Після цього заздалегідь підготовлений телескопічний ендопротез, попередньо заповнений кістковими фрагментами або іншим наповнювачем, у вихідному положенні (півкорпуси вкручені у шток до такого рівня, що торці останнього знаходяться вище зубців) розташовують у міжтіловому проміжку між верхнім і нижнім суміжними хребцями замість вилученого сегмента (або у ложі, якщо таке було сформоване за попередньо визначеними розмірами). Далі, утримуючи конструкцію ендопротезу, за допомогою спеціального ключа, виконують обертання штока за центральні отвори. При цьому півкорпуси переміщуються поздовж штока у різні боки завдяки наявності в них різноспрямованої різьби та відбувається розсування конструкції (загальна довжина ендопротеза збільшується). Зубці заглиблюються у кісткову тканину суміжних хребців. Розсування ендопротезу продовжують до досягнення певної відновлювальної деформації хребта. Таким чином досягається оптимальне запресовування ендопротеза у міжтіловому проміжку та запланована деформація хребта. Півкорпуси відносно штоку фіксують відомими способами. Після цього у отвори Г-подібних півпластин півкорпусів встановлюють гвинти, за допомогою яких півпластини пригвинчують до суміжних хребців, остаточно фіксуючи ендопротез. Далі рану пошарово зашивають. Отже, за рахунок поступової дистракції самого ендопротеза досягається необхідна дистракція та деформація хребта у заданому напрямі 3 UA 99058 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 хребта. З часом сполучна тканина проникає через отвори у порожнину штоку, де з'єднується з кістковими трансплантатами, що знаходяться в порожнині штоку, завдяки чому забезпечується міцна та надійна стабілізація ендопротеза між тілами суміжних хребців та повне відновлення опорної здатності хребта. Заявлене технічне рішення перевірене на практиці. Запропонований спосіб переднього спондилодезу не містить у своєму складі жодних технологічних операцій чи дій хірургів, електронної техніки чи програмного статку, які неможливо було б відтворити на сучасному етапі розвитку науки і техніки, зокрема у галузі нейрохірургії, а отже, є придатним для промислового застосування, має технічні та інші переваги перед відомими аналогами, що підтверджує можливість досягнення технічного результату об'єктом, що заявляються. У відомих джерелах патентної та іншої науково-технічної інформації не виявлено подібних способів спондилодезу із вказаними в пропозиції сукупністю суттєвих ознак, тому запропоноване технічне рішення відповідає критерію "новизна", та вважається таким, що може отримати правовий захист. Суттєва відмінність запропонованого технічного рішення від раніше відомих полягає в тому, що моделювання спондилодезу, обрання оптимальної конструкції, форми та розмірів ендопротезу, форми та розмірів ложа (у разі потреби), кількість, довжина та напрям укручування антиміграційних гвинтів відбувається на віртуальній моделі хребта пацієнта на підготовчому етапі, а під час оперативного втручання здійснюють дистанцію та деформацію хребта за заздалегідь отриманою віртуальною моделлю. Вказані відмінності, у сукупності, дозволяють надбати нові якості проведенню спондилодезу, зокрема з виключенням медичної помилки, чітко, без зайвих дій, ефективно відновлювати функцію хребта, звести хірургічне втручання до мінімуму. Жодний з відомих способів спондилодезу, не може водночас мати всі перераховані властивості, оскільки не містять у своєму складі всієї сукупності заявлених суттєвих ознак, зокрема контролювати під час операції деформацію хребта розсуванням телескопічного ендопротезу, притаманних запропонованому технічному рішенню. До технічних переваг запропонованого технічного рішення, у порівнянні з прототипом, можна віднести: - можливість із врахуванням індивідуальних розмірів хребта пацієнта заздалегідь визначити потрібну конструкцію та розміри ендопротезу за рахунок віртуального моделювання хребта; - можливість заздалегідь визначити гнучкість та дистракційну здатність конкретного хребта з цієї ж причини; - можливість заздалегідь визначити кількість, довжину та напрям укручування антиміграційних гвинтів з цієї ж причини; - прискорення процесу хірургічного втручання через відсутність дій, пов'язаних з підгонкою ендопротезу та визначення рівня примусової деформації хребта; - спрощення обладнання та контролю за ходом операції за рахунок відмови від габаритних платформи та робота. Медичний ефект від впровадження запропонованого технічного рішення, у порівнянні з використанням прототипу, отримують за рахунок прискорення здійснення переднього спондилодезу внаслідок скорочення часу на підготовку ендопротезу, високу ефективність оперативного лікування, що сприяє прискоренню процесу реабілітації хворого та повному відновленню функцій хребта. Після опису запропонованого технічного рішення фахівцям у даній галузі знань повинно бути зрозумілим, що все вищеописане є лише ілюстративним, а не обмежувальним, будучи представленим даним прикладом. Численні можливі варіанти будування віртуальних моделей, устаткування для цього тощо можуть змінюватися залежно від конкретних випадків, та, зрозуміло, знаходяться в межах об'єму одного із звичайних і природних підходів у даній області знань і розглядаються такими, що знаходяться в межах об'єму запропонованого технічного рішення. Квінтесенцією запропонованого технічного рішення є те, що до оперативного втручання, під час дослідження віртуальної моделі, яка відтворює пошкоджений хребет, обирається оптимальна конструкція та розміри ендопротезу, а також встановлюються параметри ложа для його встановлення у хребет та переведення у робочий стан, кількість, довжина та напрями укручування антиміграційних гвинтів, і саме ці конструкторсько-технологічні особливості запропонованому способу спондилодезу дозволили мінімізувати ризик на фоні максимального підвищення ефективності відновлення функціональної здатності хребта, що, у сукупності, дозволило пропозиції надбати вищеперераховані й інші переваги. Використання комбінацій окремих технологічних елементів із всієї сукупності заявлених, природно, обмежує спектр переваг, перерахованих вище, і не може вважатися новими технічними рішеннями в даній області знань, оскільки інші способи спондилодезу, подібні описаному, вже не вимагатимуть 4 UA 99058 U будь-якого творчого підходу від конструкторів та інженерів і не можуть вважатися результатами їх творчої діяльності або новими об'єктами інтелектуальної власності, відповідними до захисту охоронними документами. 5 10 15 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб переднього спондилодезу, при якому проводять КТ-сканування хребта пацієнта згідно з стандартними вимогами, імітують корекцію деформацій хребта, якщо така потрібна, визначають необхідні параметри телескопічного імплантата та його підгонку, відомими способами здійснюють передній доступ, послідовно тотально чи субтотально резектують вражені тіла хребців та впроваджують телескопічний ендопротез, заповнений кістковим або штучним наповнювачем, після чого збільшують його розмір, до досягнення оптимальної деформації хребта, який відрізняється тим, що до операційного втручання проводять магнітно-резонансну томографію хребта пацієнта, за результатами якої будують тривимірну модель хребта, на якій віртуально визначають фізичні розміри ендопротезу та ложа для його розміщення, визначають параметри гнучкості хребта та здатність його до дистракції, після чого за отриманими параметрами готують ендопротез та починають безпосередньо оперативне лікування хребта хворого, під час якого за визначеними заздалегідь параметрам готують ложе, в яке встановлюють заздалегідь підготовлений ендопротез та починають його розсувати, а при досягненні розсуванням ендопротезу його попередньо визначеної на моделі довжини, припиняють подальше його збільшення та фіксують ендопротез антиміграційними гвинтами, місцезнаходження та напрям укручування яких попередньо визначене на моделі, після чого рану пошарово зашивають. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5