CC BY
115
© Группа авторов, 2007
Лечение переломов диафиза бедренной кости с помощью аппаратов внешней фиксации стержневого типа
О.В. Бейдик, Д.В. Афанасьев, К.К. Левченко, Д.А. Марков, Ван Кай
Treatment of femoral shaft fractures with external fixators
of half-pin type
O.V. Beidick, D.V. Afanasiyev, K.K. Levchenko, D.A. Markov, Van Kai
ГОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет» Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию (ректор - член-корреспондент РАМН, д.м.н., профессор П.В. Глыбочко), ММУ «Городская клиническая больница № 9», г. Саратов (главный врач - к.м.н. О.Н. Костин)
Обсуждаются преимущества остеосинтеза переломов бедренной кости с помощью аппаратов внешней фиксации стержневого типа и интрамедуллярных спиц. Проведено компьютерное моделирование на основе методов механики деформируемого твердого тела спицевого и стержневого аппаратов внешней фиксации. Ключевые слова: остеосинтез, аппарат внешней фиксации стержневого типа, спица, компьютерное моделирование.
The advantages of performing osteosynthesis using external fixators of half-pin type and intramedullary wires for femur fractures are discussed. Computer modeling has been made on the basis of the methods of mechanics of deformable rigid body of wire-type and half-pin-type external fixators.
Keywords: osteosynthesis, external fixator of half-pin type, wire, computer modeling.
Среди всех переломов длинных трубчатых костей диафизарные переломы бедра занимают 2-е место и составляют от 10,4 до 23,9 %. Применение метода Илизарова при лечении больных с переломами диафиза бедра выявило значительные преимущества чрескостного остеосинтеза, однако его удельный вес среди других методов лечения не превышает 8-12 % [1]. Высокая трудоемкость остеосинтеза и большое число специфических осложнений (от 10,8 % до 58,4 %) сдерживают более широкое применение метода наружного чрескостного остеосинтеза. Анатомические и функциональные неудобства, возникающие при остеосинтезе бедра аппаратом Г.А. Илизарова,
опасность повреждения сосудисто-нервных образований, большое число воспалительных осложнений, необходимость специальных приспособлений для обслуживания больных приводит к отказу от этого метода фиксации при выборе тактики лечения данной категории больных. В связи с этим поиск новых путей оптимизации комплексного лечения является весьма актуальным.
Целью проводимых нами математических и клинических исследований явилось совершенствование хирургической тактики лечения больных с переломами диафиза бедренной кости с учётом состояния мягкотканных структур повреждённой конечности.
МАТЕРИАЛЫ И М
Нами проведено компьютерное моделирование на основе методов механики деформируемого твердого тела спицевого и стержневого аппаратов внешней фиксации. Проведены электронейромио-графическое, реовазографическое и ультразвуковое исследования повреждённой конечности в сравнении со здоровой для оценки динамики состояния периферического кровообращения и функциональной активности нервно-мышечного аппарата поврежденной конечности при диафи-зарных переломах бедренной кости в процессе остеосинтеза стержневыми аппаратами внешней фиксации при условии интрамедуллярного введения спицы Киршнера, которая вводилась с целью стимуляции эндостального остеогенеза. Клинические методы исследования включали сравнитель-
ный анализ ближайших и отдалённых результатов лечения больных с переломами диафиза бедренной кости, лечившихся с применением спицевых аппаратов внешней фиксации, а также с применением разработанной методики.
Математическое исследование
Нами проведено компьютерное моделирование на основе методов механики деформируемого твердого тела [1, 2, 5] двух аппаратов: аппарат № 1, состоящий из четырех колец и спиц (рис. 1), и аппарат № 2, включающий четыре пластины и фиксирующие стержни (рис. 2). Компьютерное моделирование аппаратов чре-скостного остеосинтеза осуществлялось с помощью программного комплекса (ПК) Лира 9.0 [3, 4]. Целью исследования является сравнение
двух аппаратов чрескостного остеосинтеза по жесткости фиксации дистального отломка по отношению к проксимальному.
Рис. 1. Конструкция аппарата № 1: поз. 1 - кольцевой элемент; поз. 2 - соединительные стержни; поз. 3 - спицы
Рис. 2. Конструкция аппарата N° 2: поз. 1 - криволинейный брус; поз. 2 - соединительные стержни; поз. 3 - стержневые остеофиксаторы
В таблице 1 указаны вид нагрузки и деформации в точке стыковки дистального и проксимального фрагментов бедренной кости.
Из анализа деформаций видно, что аппарат N 2 значительно (в 5,61:3,813=1,5 раза) превосходит по жесткости на продольные усилия аппарат N 1, но ввиду несимметричности схемы закрепления конец отломка кости получает перемещения по осям Y и Z и значительные повороты. Достоинством аппарата N 2 следует считать высокую жесткость при крутящем моменте. При всех остальных воздействиях аппарат N 1 обеспечивает наиболее жесткую фиксацию отломка кости.
К основным недостаткам аппарата N 1 следует отнести релаксацию предварительного натяжения спиц (снижение напряжений вследствие ряда факторов: времени, температуры), из-за чего спицы требуют постоянного контроля за напряжениями и периодического натяжения. Анатомические и функциональные неудобства, возникающие при остеосинтезе бедра аппаратом Г.А. Илизарова, опасность повреждения сосудисто-нервных образований, большое число воспалительных осложнений, необходимость специальных приспособлений для обслуживания больных приводит к отказу от этого метода фиксации при выборе тактики лечения данной категории больных.
Стержневая компоновка аппарата внешней фиксации позволяет: обеспечивать жесткую фиксацию костных фрагментов; уменьшить риск повреждения важных анатомических образований; уменьшить риск воспалительных осложнений; снизить функциональные ограничения для больного; уменьшить трудоемкость выполнения оперативного вмешательства.
Исходя из результатов проведённых математических исследований, достоинств и недостатков каждого метода фиксации, мы выработали тактику лечения больных с переломами диафиза бедренной кости в зависимости от характера перелома:
1) наиболее оптимальным при остеосинтезе оскольчатых переломов будет применение аппарата с использованием кольцевых опор и стержневых фиксаторов;
2) при остеосинтезе кососпиральных переломов без значительного смещения - полукольцевые опоры и стержневые остеофиксаторы;
3) при поперечных, поперечных оскольча-тых - опоры в виде пластин и стержневые ос-теофиксаторы.
Таблица 1
Аппарат N 1
Описание нагрузки X, мм У, мм 7, мм их, град. Иу, град. Ш, град.
1. Продольная сила Р=50 кг -5,610 0,000 0,002 0,000 -0,024 0,000
2. Изгибающий момент Му=50 кг-см -0,005 0,000 0,042 0,000 -0,372 0,000
3. Изгибающий момент М=50 кг-см 0,000 -0,036 0,000 0,001 0,000 -0,320
4. Крутящий момент Мх=50 кг-см 0,000 0,014 0,000 -4,733 0,000 0,001
5. Поперечная сила 0Л=5 кг -0,008 0,000 -0,364 0,000 -0,346 0,000
6. Поперечная сила Qy=5 кг -0,003 -0,365 0,000 0,008 -0,000 0,298
Аппарат N 2
Описание нагрузки X, мм У, мм 7, мм Их, град, Иу, град, Ш, град,
1. Продольная сила Р=50 кг -3,813 -2,834 1,037 0,000 -4,142 -0,528
2. Изгибающий моментМу=50 кг-см -0,729 -1,852 0,800 0,000 -1,556 -0,365
3. Изгибающий момент М=50 кг-см -0,104 -0,774 1,534 0,000 -0,365 -0,750
4. Крутящий момент Мх=50 кг-см 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
5. Поперечная сила Qz=5 кг -0,319 -0,059 -2,238 0,000 -0,468 0,661
6. Поперечная сила Qу=5 кг -0,228 -2,066 0,131 0,000 -0,842 0,001
Разработанная технология остеосинтеза включала в себя использование стержневых фиксаторов, модифицированных стандартных стержней, как консольные, так и сквозных, которые устанавливали в метафизарные и диафи-зарные отделы бедренной кости как перпендикулярно к оси кости, так и оригинальными способами (Патент 2228153 МПК6 А 61 В 17/56 Способ внешней фиксации дистального отдела бедренной кости. - № 2003109006; Заявл. 31.03.2003; Опубл. 10.05.2004, Патент 2228154 МПК6 А 61 В 17/56 Способ внешней фиксации проксимального отдела бедренной кости. -№ 2003109007; Заявл. 31.03.2003; Опубл. 10.05.2004). Первоначальная репозиция проводилась на ортопедическом столе. Проводилась контрольная рентгенография с контрастными метками. В оба отломка вводились остеофикса-торы, которые крепились к наружным опорам. Осуществлялась репозиция остающегося смещения в аппарате внешней фиксации, рентгенологический контроль.
Всем больным на следующий день проводилась активизация, на вторые сутки больные могли самостоятельно стоять около постели с дозированной нагрузкой на оперированную конечность. Проводились физиотерапия, лечебная гимнастика, лечение сопутствующей патологии.
Клинические исследования
По данной методике нами пролечено 40 больных в возрасте от 15 до 79 лет с различными диафизарными переломами бедренной кости. Контрольную группу составили 40 больных, при лечении которых использовался спицевой аппарат внешней фиксации. Группы сопоставимы по полу, возрасту и социальному статусу.
Клинический анализ пролеченных больных показал, что общее число осложнений при применении методики не превысило 13 %, тогда как при применении спицевого чрескостного остеосинтеза превысило 20 %. Осложнения, возникшие при лечении больных по разработанной методике, включали: прорезывание кожи вокруг остеофик-сатора - 2 наблюдение (5 %), неточность репозиции - 3 наблюдения (7,5 %). Амбулаторно-стационарный принцип лечения позволил сократить общий койко-день до 7-10 дней. Во всех случаях были достигнуты положительные анатомические и функциональные результаты, неудовлетворительных исходов мы не наблюдали.
Исследования сосудов и нервов
Процесс консолидации переломов находится в прямой зависимости от состояния мягко-тканного аппарата травмированной конечности. В связи с этим информация о состоянии периферического кровообращения и нейротрофиче-ского обеспечения является необходимой и актуальной в течение всего процесса лечения пациентов с тем или иным видом повреждения.
С целью оценки состояния регионарной макрогемодинамики у больных с диафизарными переломами бедренной кости в процессе фиксации стержневыми аппаратами для чрескостного остео-синтеза мы использовали метод ультразвуковой допплерографии. Запись допплерограмм производили при помощи аппарата «£отса1й» (Англия).
В результате исследования мы пришли к следующему заключению: 1) регионарный кровоток у больных с диафизарными переломами бедренной кости в остром периоде характеризуется спазмом магистральных сосудов; 2) в процессе всего периода лечения, несмотря на отсутствие острых локальных проявлений перелома и стабильную фиксацию, на пораженной конечности отмечался разной степени выраженности спазм регионарных артерий, требующий медикаментозной коррекции. Полученные результаты соответствуют картине посттравматических изменений кровообращения, которые не усугубились в связи с остеосинтезом предложенными аппаратами.
С целью оценки функционального состояния основных нервных стволов нижних конечностей у больных с диафизарными переломами бедренной кости в процессе фиксации сегментов стержневыми аппаратами для чрескостного ос-теосинтеза мы применили метод электронейро-миографии (ЭНМГ). Обследование проводили на миографе «Нейромиан» производства «МЕ-ДИКОМ-МТД» (г. Таганрог) с использованием поверхностных и игольчатых электродов.
Из полученных данных следует, что в первые трое суток после операции существуют ак-сонопатия и миелинопатия седалищного нерва, признаки которых существенно регрессируют в течение первого месяца иммобилизации бедренной кости и продолжают регрессировать в дальнейшем.
Клинический пример. Больной К., 19 лет, поступил в клинику на 6-е сутки после травмы с диагнозом: закрытый оскольчатый перелом левой бедренной кости в средней трети со смещением отломков; состояние после открытой травмы черепа с ушибом головного мозга; перелом основания черепа; субарохноидальная гематома; перелом костей верхней челюсти, носа; множественные ссадины и ушибы мягких тканей лица, туловища, конечностей.
После обследования больного и проведения лечения сопутствующей патологии на 5-е сутки пребывания в стационаре была проведена операция: закрытая репозиция на ортопедическом столе, чрескостный остеосинтез левой бедренной кости аппаратом внешней фиксации стержневого типа и интрамедуллярной спицей. Послеоперационный период протекал без осложнений, проводилась терапия сопутствующей патологии. Больной выписан из стационара на 10-е сутки после операции.
В дальнейшем больной наблюдался амбула-торно. Аппарат снят через 4 месяца после операции. Достигнуто сращения костных фрагментов,
получен благоприятный клинико-анатомический результат. В процессе лечения не наблюдалось никаких осложнений.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Наш опыт показал, что чрескостный остео-синтез стержневыми аппаратами в сочетании с интрамедуллярным введением спицы Киршнера является эффективным средством в лечении больных с диафизарными переломами и деформациями бедренной кости. Применение стержневых остеофиксаторов позволило разработать оригинальные способы остеосинтеза, выполненные на уровне патентов Российской Федера-
ции, которые повысили жесткость и стабильность остеосинтеза, уменьшили отрицательные моменты применения аппаратов внешней фиксации спицевого типа. В результате снизилось число воспалительных осложнений, упростилась техника выполнения оперативных вмешательств, при сохранении положительных свойств, повысилась экономическая эффективность лечения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Моделирование наружного чрескостного остеосинтеза / О. В. Бейдик [и др.]. - Саратов : Изд-во Сарат. мед. ун-та, 2002. - 198 с.
2. Беляев, Н. М. Сопротивление материалов / Н. М. Беляев. - М. : Наука, 1976. - 608 с.
3. Метод конечных элементов в проектировании транспортных сооружений / А. С. Городецкий [и др.]. - М. : Транспорт, 1981. -143 с.
4. ПК ЛИРА, версия 9. Программный комплекс для расчета и проектирования конструкций : справочно-теоретическое пособие / под ред. А. С. Городецкого. - Киев ; М. : Факт, 2003. - 464 с.
5. Самуль, В. И. Основы теории упругости и пластичности / В. И. Самуль. - М. : Высш. школа, 1970. - 288 с.
Рукопись поступила 15.09.04.
