CC BY
40
I
Лкарю, що практикуе
To General Practitioner
Травма
УДК 616.717.9-018.38-001-089.844:612.76
ЛАЗАРЕВ I.A., КУР1ННИЙ 1.М., ЯРОВА МЛ., СКИБАН М.В. ДУ «1нститут травматологи та ортопедИ НАМН Украни», м. Кив
РОЗПОД1Л ЗУСИЛЬ У Pi3HMX Д^ЯНКАХ ЗГИНАЛЬНОГО АПАРАТУ ПАЛЬЦiB КИСТ ПРИ СТАНДАРТНОМУ HАBАHТАЖEHHi
Резюме. Використання методудвохетапно/пластики з1 збереженням сухожилка поверхневого згинача до-зволяе знизити навантаженняна зв'язковий апаратсухожилка глибокого згинача, уникнути виникненнязги-нальних контрактур та функцонально/недостатност згинання пальця.
При проведеннI б!омехан!чного експерименту—моделювання напружено-деформованого стану елемен-т/в згинального апарату пальц/в кист/ — сухожилка поверхневого згинача, сухожилка глибокого згинача, зв'язок пальц/в кисть фаланг пальц/в кистI досл/джувалися 3 модел1: з функц/онуючими сухожилками поверхневого I глибокого згинач1в, ¡з функцонуючим сухожилком глибокого згинача, з функц/онуючим сухо-жилком поверхневого згинача .
Встановлено, що напруження в дистальних точках крплення сухожилка глибокого згинача й анулярних зв'язок проксимальних та дистальних м/жфалангових суглоб1в збльшуеться за в/дсутност/ сухожилка поверхневого згинача з максимальними значеннями при межсегментарних кутах згинання 70°. На основI проведених розрахунюв виявлено законом/рносл розподлу зусиль на згинальний апарат пальц/в кистI та констатовано, що у випадках ¡зольованого пошкодження сухожилка глибокого згинача доцльно збергати сухожилок поверхневого згинача з метою запобгання перенапруженню в дистальн/й точц ф!кса-цП сухожилка глибокого згинача I зв'язкового апарату пальця.
Ключов слова: сухожилок поверхневого згинача, сухожилок глибокого згинача, критична зона, анулярнI зв'язки, ¡зольоване ушкодження, напруження й деформацИ
Вступ
Незважаючи на значш усшхи хiрурril сухожилшв у цшому, незадовшьш результати шсля вщновлен-ня сухожилыв згиначiв становлять 3—18 % при iзо-льованих ушкодженнях та 38—62 % при поеднанш травмi кисп, що зумовлено стшкою тенденшею до шдвищення тяжкост травми кисп, недостатшм та неяшсним лшуванням [8].
Травми сухожилшв згиначiв у II зош найбшьш важко шддаються лшуванню й залишаються в цен-трi уваги як кшшчних, так i шструментальних до-слщжень. Вщновлення функцп сухожилкiв згиначiв пальцiв кист в II зонi е одним iз найважчих роздiлiв реконструктивно-вщновно! хiрурril кистi. Накопи-чено значний кшшчний досвiд лiкування хворих з ушкодженнями сухожилкiв згиначiв пальцiв кистi [1—3, 8, 9, 12, 15]. Наразi бшьшють авторiв схиля-ються до думки, що при iзольованих ушкодженнях сухожилка глибокого згинача в критичнш зош не-обхiдно видаляти сухожилок поверхневого згинача [2, 5, 7, 12]. Але юнуе й думка про доцшьшсть його збереження [1, 6].
У наш час залишаеться цший ряд невиршених проблем як тактичного, так i технологiчного плану
[10]. Такою проблемою е й способи шва сухожилшв у критичнш зош, як не передбачають збереження сухожилка поверхневого згинача, оскшьки за за-гальноприйнятою методикою при iзольованому по-шкодженнi сухожилкiв глибоких згиначiв або при 1х поеднаному пошкодженш iз сухожилком поверхне-вих згиначiв 2-5-го пальцiв у критичнiй зош вико-нуеться сухожильна пластика сухожилка глибокого згинача з видаленням дистального кiнця сухожилка поверхневого згинача [12].
Кисть е кшематичним ланцюгом, що на кожному рiвнi урiвноважуеться подвiйною м'язово-сухо-жилковою системою, i ушкодження одше! з його ланок призводить до дисбалансу. У зв'язку з цим сухожилок поверхневого згинача не мае висшатися або залишатись ушкодженим [1, 6]. Доведено, що при iзольованому ушкодженш сухожилка поверхневого згинача порушуеться координашя рухiв у дис-тальному мiжфаланговому суглобi [4]. При таких
© Лазарев I.A., Куршний 1.М., Ярова М.Л.,
Скибан М.В., 2013 © «Травма», 2013 © Заславський О.Ю., 2013
Рисунок 1. Загальна розрахункова схема згинального апарата пальця: А1 — точка центру анулярно/ зв'язки длянки п'ясно-фалангового суглоба; А2 — точка центру анулярно/ зв'язки основно/ фаланги; А3 — точка центру анулярно/ зв'язки проксимального мiжфалангового суглоба; А4 — точка центру анулярно/ зв'язки середньо/ фаланги; А5 — точка центру анулярно/ зв'язки дистального м!жфалангового суглоба; В1 — точка кр1плення сухожилка глибокого згинача пальця; В2 — точка кр1плення сухожилка поверхневого згинача пальця; F1 — сила, що прикладена до проксимального в '1дд 'шу сухожилка глибокого згинача пальця; F2 — сила, що прикладена до проксимального в '1дд'шу сухожилка поверхневого згинача пальця; Яв1 — реакц!я на дiю сили F1 удистальнй д!лянц! прикрплення сухожилка глибокого згинача пальця; Яв2 — реакц!я на дiю сили F2 у дистальнй д'шянщ прикрплення сухожилка поверхневого згинача пальця; А2, А3, А4, А5 — реакцИв точках А1, А2, А3, А41А5 вщповщно.
ушкодженнях метод двохетапно1 пластики сухожил-шв згиначiв пальщв киста е найбшьш ефективним для досягнення добрих функщональних результатав [1, 6].
Усе вищевикладене свщчить про необхщнють по-дальшого вивчення комплексу згинально1 системи пальщв киста та пошуыв наукового обГрунтування пи-тань тактики оперативного лшування та тсляопера-цшно'1 реабштаци хворих з ушкодженнями сухожилыв пальщв киста, особливо в критичнш зош.
Мета дослщження: математичний розрахунок по-казниыв сил, що дшть на анатомiчнi дтянки згинального апарату пальцiв киста при стандартному наван-таженнi на проксимальш кiнцi сухожилкiв згиначiв пальщв, та аналiз напружено-деформованого стану в зазначених дтянках.
Матер1али та методи
Визначення реакцiй на дiю сил, як виникають в сухожильному каналi згинального апарату паль-цiв киста, здшснювали аналiтичним методом. Для
чисельних розрахунк1в використовували загальну схему (рис. 1).
Для розрахуншв були прийнята так1 спрощення:
— м1ж сухожилками та вс1ма контактуючими елементами тертя вщсутне;
— м1жфалангов1 та п'ясно-фалангов1 суглоби пальця в1д1грають роль роликового шдшипника.
Для перев1рки адекватност1 аналтаичних розра-хунк1в був проведений скшченно-елементний ана-л1з напружено деформованого стану структур згинального апарату пальщв киста в умовах штактного
Рисунок 3. Юнцево-елементна стка
Рисунок 2. 3D-модель сухожилка глибокого згинача пальця
Рисунок 4. Розрахункова модель: А — обмеження, що утримують сухожилок у канал!; В — м!сце прикрплення сухожилка до дистально/ фаланги пальця; С — м!сце прикладання сили 50 Н (м'язова тяга)
сухожилка глибокого згинача при пошкодженш су-хожилка поверхневого згинача.
За допомогою програмного пакета «Компас-ЗБ» (V12) побудована ЗБ-модель сухожилка глибокого згинача пальця (рис. 2).
На наступному еташ ЗБ-модель iмпортована в се-редовище ANSYS для проведення розрахуныв та ви-значення напружено-деформованого стану. Засобами ANSYS згенерована кшцево-елементна сiтка (рис. 3), що натчувала 29 361 точку та 6055 елеменпв.
На рис. 4 зображена розрахункова модель сухожилка глибокого згинача пальця з умовами закрь
плення та ди зовшшшх сил. Прикладанням сили 50 Н на проксимальний кiнець сухожилка змодельованi умови компенсаторного перекладання функцп зги-нання пальця з пошкодженого сухожилка поверхне-вого згинача пальця на сухожилок глибокого згинача.
На завершальному етапi вiрогiднiсть розрахун-кiв, отриманих кiнцево-елементним моделюван-ням, перевiрена аналiтичними розрахунками.
Результати та Тх обговорення
Анaлiз реакцiй на дш сили скорочення м'язiв поверхневого та глибокого згинaчiв пальця залеж-
Рисунок 5. Розрахунков! схеми з векторами дп сил для трьох вар1ант1в аналзу: а) палець 1з двома ¡нтактними сухожилками; б) палець з ушкодженням сухожилка поверхневого згинача; в) палець з ушкодженням сухожилка глибокого згинача; 1 — п'ясна к!стка; 2 — проксимальна фаланга; 3 — середня фаланга; 4 — дистальна фаланга. В — вектори сил, що дiють на сухожилки та зв'язковий апарат; F — сила, що д'е на проксимальн к!нц! сухожилк!в; кут а — кут згинання в п'ясно-фаланговому суглобi; кут р — кут кривини сухожильного каналу основной фаланги; кут у — кут згинання в проксимальному мiжфаланговому суглобi; кут £ — кут кривини сухожильного каналу середньоI фаланги; кут 6 — кут згинання в дистальному м!жфаланговому суглобi
У F.=25H
Рисунок 6. Схема м!жсегментарних кут'в та реакц!й залежно вД сили натягу iнтактних сухожилк!в глибокого та поверхневого згинач!в пальця в систем! координатX0Y
но вщ кута згинання в мiжфалангових та п'ясно-фаланговому суглобах здшснювали за умов, пода-них на рис. 5.
На проксимальш дшянки сухожилкiв поверхневого та глибокого згиначiв пальця прикладали силу = 25 Н та = 25 Н вiдповiдно. У випадках пошкодження одного iз сухожилкiв для виконан-ня пе! ж роботи на штактний сухожилок мають прикладатися бiльшi зусилля. У нашому випадку прикладали компенсуючу силу — 50 Н. Строками показано вектори дп сил на сухожилки згина-чiв пальця. Для розрахунку сили ди на анулярнi зв'язки напрямок вектора сили змшюеться на про-тилежний зi знаком «мшус» вiдповiдно до третього закону Ньютона — сили, що виникають при вза-емоди двох тш, е рiвними за модулем i протилеж-ними за напрямом.
Визначали реакцп в шаршрних опорах залежно вiд сили натягу кожного сухожилка в точках А1, А2, А3, А4 i А5 та В1, В2 вiдповiдно для варiанта штак-тних сухожилыв (рис. 5а). Для цього будували вщ-носно кожно! точки власну систему координат X0Y (рис. 6). Вюь Х вiдповiдае напрямку реакцп, що дiе у вiдповiднiй точщ.
Вiдповiдно до схеми (рис. 6), величини купв (Р та £) кривини сухожилкового каналу основно! та се-редньо! фаланг залишаються незмшними, незважа-ючи на об'ем мiжфалангових рухiв.
Значення реакцiй для точок А1, А2, А3 тдсумову-ються, i дорiвнюють:
RÄ1 = Fj cos (oij/2) + F2 cos (a2/2), R2 = Fj cos ®/2) + F2 cos ft/2), Rä3 = F1 cos (Yl/2) + F2 cos (b/2).
Для BapiaHTa штактних сухожилыв при ди сил F1 = 25 H та F2 = 25 H значення, отримаш залежно вщ купв згинання у мiжфaлaнгових та п'ясно-фаланговому суглобах, нaведенi в табл. 1.
На рис. 7 подано графш залежносл величини на-пруження в aнaтомiчних зонах анулярних зв'язок та мюцях кpiплення сухожилыв поверхневого та глибоко-
Сила 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00
, Н
0
-R.
10 20
R
30 40 Кут, °
R.,
50 60 70 80
R
R
Рисунок 7. Залежн1сть величини напруження в анатом!чних зонах анулярних зв'язок та м^цях кр!плення сухожилк!в поверхневого та глибокого згиначiв пальця вД кутiв згинання в м!жфалангових суглобах (модель 1)
Таблиця 1. Розподл зусиль, що виникають на анулярнихзв'язках та мСцях Kpiплення сухожилк'в поверхневого та глибокого згиначiв пальця, у вДповДь на дiю сили скорочення M^3iB, Н
Кути згинання, ° RB1 RB2 RA1 RA2 RA3 RA4 A4 RA5
0 4,36 6,53 13,59 1,09 4,34
10 25,00 25,00 0,00 0,00 9,48 0,00 2,18
45 15,03 0,00 5,28 0,00 5,41
70 25,00 0,00 15,61 0,00 10,56
Примака: RA1, RA2, RA3, RA4, RA5 — зусилля, що виникають на анулярних зв'язках А1, А2,А3, А4, А5.
Рисунок 8. Схема м'жсегментарних кут'1в та реакц!й залежно вд сили '¡зольованого натягу сухожилка глибокого згинача пальця в систем! координатX0Y
го 3raHa4ÎB пальця в!д купв згинання в мiжфалангових суглобах (модель № 1).
Зпдно з графшом (рис. 7), при згинанш до кута 10° зусилля на Bei зв'язки, KpiM А3, знижуються практично до нульових значень. При подальшому збшьшенш кута згинання зусилля наростають для зв'язки А1 i меншою мiрою — для А5. На зв'язщ А2 зусилля не наростали. Зусилля на зв'язщ А3 змен-шувались до кута згинання 45°, а при збшьшенш кута згинання знову збшьшувались.
Визначали реакцй' на дп' сили вiд натягу штакт-ного сухожилка глибокого згинача в точках А1, А2, А3, А4 i А5 та В1 вiдповiдно для варiанта ушкодже-ного сухожилка поверхневого згинача (рис. 5б). Для цього будували вщносно кожно1 точки власну систему координат X0Y (рис. 8). Вюь Х вщповщае на-прямку реакцй', що дiе у вшповшнш точцi.
Значення реакцiй для точок А1, А2, А3, А4, А5 до-рiвнюють:
ЯА1 = F} cos (a /2), RA2 = F1 cos (ß /2), RA3 = F} cos ( /2), RM = F1 cos (C /2), Ra= F1 cos (Q /2),
RB1 = Fr
Для варiанта ди сил F1 = 50 H та F2 = 0 H значення, отримаш залежно вiд кутiв згинання в мiжфа-лангових та п'ясно-фаланговому суглобах, наведеш в табл. 2.
На рис. 9 подано графш залежност величини на-пруження в анатомiчних зонах анулярних зв'язок та
мюцях крiплення сухожилшв поверхневого та глибокого згиначiв пальця вiд кутiв згинання в мiжфа-лангових суглобах (модель № 2).
Зпдно з графшом (рис. 9), при згинанш до кута 10° зусилля на зв'язки А1, А2, А4 знижуються практично до нульових значень. При подальшому збшьшенш кута згинання зусилля наростають для зв'язок А1, А2, А3: найбшьше для А3, найменше для А5. На зв'язках А2, А4 зусилля не наростали.
Аналопчним чином визначали реакцй' дй' сили вш натягу штактного сухожилка поверхневого згинача в точках А1, А2, А3 та В2 вiдповiдно для варь анта ушкодженого сухожилка глибокого згинача (рис. 5в). Для цього будували вшносно кожно1 точ-
Рисунок 9. Залежнсть величини напруження в анатом!чних зонах анулярних зв'язок та мсцях кр!плення сухожилк!в поверхневого та глибокого згиначiв пальця вД кутiв згинання в м!жфалангових суглобах (модель 2)
Таблиця 2. Анал1з реакцй у анатом1чних зонах анулярних зв'язок та мсц кр!плення сухожилка глибокого згинача пальця на дiю сили скорочення м'яз!в, Н
Кути згинання, ° RB1 RB2 RA1 RA2 RA3 RA4 A4 RA5
0 50 0 4,36 6,53 2,18 2,18 8,68
10 0,00 0,00 2,18 0,00 4,36
45 15,03 0,00 17,10 0,00 10,82
70 25,00 0,00 26,86 0,00 21,13
У F,^50H
Рисунок 10. Схема м!жсегментарних кут'в та реакцй залежно вД сили ¡зольованого натягу сухожилка поверхневого згинача пальця у систем! координатX0Y
ки власну систему координат X0Y. Bicb Х вщповщае напрямку реакцй, що дiе у вщповщнш точщ. Зна-чення реакцiй для точок Ар А2, А3 та В2 (рис. 10) до-рiвнюють:
ЯА1 = F2 cos (a/2), RjU = F2 cos (P /2), RA3 = F2 cos (f /2),
RB1 = F2-
Для варiанта ди сил F1 = 0 H та F2 = 50 H значен-ня, отриманi залежно вщ кутiв згинання в мiжфа-лангових та п'ясно-фаланговому суглобах, наведеш в табл. 3.
На рис. 11 подано графш залежностi величини напруження в анатомiчних зонах анулярних зв'язок та мюцях крiплення сухожилкiв поверхневого та глибокого згиначiв пальця вiд кутiв згинання в мiж-фалангових суглобах (модель № 3).
Зпдно з графшом (рис. 11), при згинаннi до кута 10° зусилля на вш зв'язки, ^iM А3, знижуються практично до нульових значень. При подальшому збшьшенш кута згинання зусилля наростають для зв'язки Aj. На зв'язщ А2 зусилля не наростали. Зусилля на зв'язщ А3 рiзко зменшувались до кута згинання 45°, а поим продовжували плавно зменшува-тися до кута згинання 70°.
1з табл. 1—3 та графшв (рис. 7, 9, 11) видно, що при згинанш фаланг пальця зусилля в точках Ар А3 i А5 зростають. Це пояснюеться тим, що кути в мiж-фалангових суглобах зменшуються, а косинуси цих
купв, навпаки, зростають. Навантаження на сухо-жилки вiдрiзняеться залежно вiд кута згинання в мiжфалангових та п'ясно-фалангових суглобах. Щ значення навантажень можуть змiнюватись у де-кiлька разiв.
При пошкодженш одного iз сухожилкiв iнший компенсаторно сприймае додаткове навантажен-ня. У цих умовах локальш навантаження в дшян-ках сухожилкового каналу зростають у 1,5—2 рази, що може привести до перевищення межi мщнос-тi анулярно! зв'язки, сухожилка або дшянки його крiплення та викликати !х пошкодження. Так, у випрямленому положенш пальця (мiжсегментарнi
Сила, Н 14,00 ]— 12,001— 10,00 -8,006,004,00; 2,00' 0,00-
0
10 20 30
40 Кут, '
50 60 70
80
■ R.
-R.
R.
Рисунок 11. Залежнсть величини напруження у анатом!чних зонах анулярних зв'язок та м1сцях кр!плення сухожилк!в поверхневого та глибокого згинач1в пальця вД кут1в згинання в м!жфалангових суглобах (модель 3)
Таблиця 3. Анализ реакцй у анатом!чних зонах анулярних зв'язок та м1сц1 крплення сухожилка поверхневого згинача пальця на дю сили скорочення м'яз!в, Н
Кути згинання, ° RB1 RB2 RA1 RA2 RA3 RA4 A4 RA5
0 2,18 3,26 12,50
10 50 0 0,00 0,00 10,57 0 0
45 7,52 0,00 3,26
70 12,50 0,00 2,18
кути дорiвнюють 0°) реакцй' на дш сили в центрi анулярно'1' зв'язки дiлянки п'ясно-фалангового су-глоба (А1) та в центрi анулярно!' зв'язки основно!' фаланги (А2) залишаються незмiнними при штактних сухожилках (4,36 Н та 6,53 Н вшповшно) та пошко-дженнi одного з них. При пошкодженш сухожилка поверхневого згинача пальщв реакцiя в центрi анулярно'1' зв'язки проксимального мiжфалангового суглоба (А3) знижуеться порiвняно з iнтактними су-хожилками (13,59 Н) на 84 % — до значень 2,18 Н. При пошкодженш сухожилка глибокого згинача реакщя на дш сили вшповшно збiльшуеться на 84 %, що може привести до перенавантаження структур анулярно'1' зв'язки в дшянщ А3.
Реакцiя на дш сили в центрi анулярно'1' зв'язки дистально'1' фаланги (А4) зростае на 100 % щодо нор-
Рисунок 12. Напруження, що виникають уздовж сухожилка глибокого згинача (за Мiзесом)
Рисунок 13. ДеформацИ', що виникають уздовж сухожилка глибокого згинача
ми (1,09 Н) при пошкодженш поверхневого згинача та спадае до 0 при пошкодженш глибокого згинача. Така ж ситуащя спостерпаеться й у центрi анулярно'1' зв'язки дистального м1жфалангового суглоба (А5). Там реакщя на дш сили також зростае на 100 % при пошкодженш поверхневого згинача та спадае до 0 при пошкодженш глибокого згинача. У зв'язку з цим випадае функщя згинання дистально'1' фаланги пальця.
В умовах згинання пальця у м1жфалангових суглобах на 10° ^жсегментарш кути дорiвнюють 10°) ситуащя значно змшюеться. У дшянках пере-гину сухожильного каналу над мiжфаланговими та п'ясно-фаланговим суглобами реакцй' на дш сил будуть максимальними. Так, у дшянщ At реакщя на дш сили шдвищуеться на 100 % порiвняно з випрям-
леним положениям пальця ^жсегментарш кути до-рiвнюють 0°) та залишаеть-ся незмiнною в умовах як штактних, так i пошкодже-них сухожилшв.
У дшянщ А2 значення реакцп' на дш сили набли-жуеться до 0 та зберпаеть-ся незмiнним в умовах як штактних, так i пошкодже-них сухожилыв.
У дшянщ А реакщя на дш сили зменшуеться на 63 % при пошкодженш сухожилка поверхневого згинача та збшьшуеться на 63 % при пошкодженш су-хожилка глибокого згинача.
У дшянщ А4 ситуащя аналопчна дшянщ А2: значення реакцп' на дш сили наближуеться до 0 та збе-рпаеться незмiнним в умовах як штактних, так i по-шкоджених сухожилшв.
У дшянщ А5 реакцiя на дш сили зростае на 100 % при пошкодженш сухожил-ка поверхневого згинача та вiдсутня (дорiвнюе 0) при пошкодженнi сухожилка глибокого згинача (вшсут-ня функцiя згинання).
За допомогою вищена-ведених обчислень можна вирахувати зусилля в по-трiбних точках для будь-якого мiжсегментарного кута.
У результатi кшцево-елементного моделювання отримано розрахунки на-
Рисунок 14. Перемщення
пружено-деформованого стану структур згинально-го апарату пальщв кистi (рис. 12—14).
За даними розрахуныв, при прикладанш зусилля 50 Н на проксимальний кiнець сухожилка глибокого згинача максимальш напруження 15,23 МРа спостерь гаються в дiлянцi прикрiплення сухожилка до дисталь-но1 фаланги пальця. З урахуванням обмежено!' площi контакту дистального кiнця сухожилка з кiсткою та-кий рiвень напружень в умовах прикладання бiльших зусиль може перевищувати мiцнiсть цieï дiлянки та призводити до пошкодження з вiдривом сухожил-
Таблиця 4. Сили (Н) та напруження (МРа) в длянках згинального апарату пальця кист
ка вщ мюця при^плення. На протязi сухожилкового каналу пiки напружень та деформацш з'являються в дiлянках проекцй' мiжфа-лангових суглобiв (рис. 12— 13). Перемщення законо-мiрно збiльшуються у мiру вiддалення вiд дiлянки при^плення сухожилка у проксимальному напрямку (рис. 14).
Вiрогiднiсть скшченно-елементних розрахункiв напружень перевiрено ана-лiтично за допомогою роз-рахунково!' схеми (рис. 15):
HB1 = Fi;
HA5 = HB1 • cos a;
HA4 = HA5 /cos ß;
HA3 = HA4 •cos y;
HB1 HA5 HA4 A4 HA3 HA2 HA1
Сила, Н
50 38,30 39,85 38,49 40,25 38,69
Напруження, МРа
16,67 12,77 13,28 12,83 13,42 12,90
HA2 = HA3 /C0S §; HA1 = HA2 • C0S С
Напруження вираховуеться за формулою: Р
ст =-,
F
де Р — сила, що дie в данш точцi; F — площа поперечного перерiзу сухожилка.
Площа вираховуеться за спрощеною формулою:
F = a х b,
де a — поздовжнш, b — поперечний розмiри перерiзу сухожилка.
У результат аналiтичного розрахунку отрима-ли показники напруження RB1, що дорiвнюють 50/3 = 16,7 МРа.
Порiвнюючи результати розрахункiв напруження кiнцево-елементним методом — RB1 = 15,21 МРа (рис. 9) iз результатами аналггичних розрахункiв (табл. 4) —
Рисунок 15. Розрахункова схема
RB1 = 16,7 МРа, вiдзначаемо, що були отримаш май-же аналогiчнi данi, яы вiдрiзняються на 8,8 %. 1з цього можна зробити висновок, що проведет разрахунки е вiрогiдними та вщповщають дiйсностi.
Висновки
1. Встановлено, що напруження на анулярних зв'язках Aj та А2 при обох функцiонуючих сухожил-ках поверхневого й глибокого згиначiв, а також у випадку функщонування лише сухожилка глибокого згинача в амплiтудi вiд 0 до 70° згинання змь нюеться вiд 4,36 до 15,03 Н та вш 6,53 до 0 Н вш-повiдно, а в моделi з функцiонуючим сухожилком поверхневого згинача зменшуеться в 2 рази.
2. Напруження на анулярну зв'язку А3 при меж-сегментарних кутах 0° найбiльшi у випадку цiлiсностi обох сухожилыв (13,60 Н), а при змМ межсегмен-тарних кутiв до 70° збшьшуються на 41 % при функ-цiонуваннi лише сухожилка глибокого згинача.
3. Напруження на анулярну зв'язку А4 при збе-реженш цiлiсностi лише сухожилка глибокого згинача збшьшуеться в 2 рази порiвняно з моделлю з неушкодженими сухожилками (при кутах згинання 0°), але залишаеться незмшним при кутах 70°.
4. Напруження на зв'язку А5 при ушкодженш сухожилка поверхневого згинача в дiапазонi купв згинання вiд 0 до 70° збшьшуеться в 2 рази порiвняно з моделлю з неушкодженими сухожилками.
5. Проведет розрахунки показують законо-мiрностi розподiлу зусиль на згинальний апарат пальщв кист й свшчать про те, що у випадках iзо-льованого пошкодження сухожилля поверхневого згинача збшьшуеться напруга в дистальних точках фшсацп' сухожилка глибокого згинача й зв'язкового апарату пальця, що призводить до перенавантажен-ня зони шва при вшновленш сухожилка глибокого згинача та анулярних зв'язок.
6. За допомогою бюмехашчного експерименту доведено, що при збшьшенш навантаження на палець бшьше допустимих норм за умови функщону-ючого сухожилка глибокого згинача шдвищуеться ризик його ушкодження.
Список л1тератури
1. Безуглий A.A. Профиактика, дiагностика та лi-кування ускладнень шсля вiдновлення сухожилие згиначiв пальщв киcmi в «критичны зот»: Дис... канд. мед. наук: 14.02.21 / Безуглий Артур Анато-лшович. — К., 2010. — 174 с.
2. Голубев И.О. Восстановление подвижности сухо-
жилий сгибателей пальцев кисти при их повреждении в зоне фиброзно-синовиальных влагалищ: Дис... канд. мед. наук: 14.00.22 / Голубев Игорь Олегович. — Иваново, 1997. — 130 с.
3. Гринягин И.В. Компьютерная диагностика двигательной активности пальцев руки человека на основе биомеханического моделирования: Дис... канд. мед. наук: 03.01.09 / Гринягин Иван Владимирович. — М, 2011. — 170 с.
4. Дараган Р.1. Biдновлення сухожилыв згиначiв пальщв кистi при пошкодженнях в «критичнш зот» в умовах раннього функщонального навантаження: Дис... канд. мед. наук: 14.00.21 / Дараган Руслан 1ванович. — Харшв, 2004. — 154 с.
5. Ломая М.П. Двухэтапная тендопластика при застарелых повреждениях сухожилий сгибателей пальцев кисти с применением активных силиконовых сухожильных эндопротезов // Ортопедия и травматология. — 2007. — № 3(45). — С. 68-72.
6. Мигулева И.Ю. Метод тендопластики при повреждении сухожилий сгибателей пальцев кисти в области фиброзно-синовиальных каналов: Дис... д-ра мед. наук: 14.00.22/ Мигулева Ирина Юрьевна. — М, 1998. — 296 с.
7. Микусев Г.И. Лечение повреждений сухожилий глубоких сгибателей на протяжении синовиально-апоневротических каналов пальцев кисти: Дис... канд. мед. наук: 14.00.22 / Микусев Глеб Иванович. — Казань, 2003. — 138 с.
8. Науменко Л.Ю. Восстановление сухожилий сгибателей пальцев кисти при повреждениях в «критической зоне» в условиях ранней функциональной нагрузки / Л.Ю. Науменко, Р.И. Дараган // Вторая юбилейная научно-практическая международная конференция: Тезисы докладов. — М.: Изд-во РУДН, 2005. — С. 153-156.
9. Страфун С.С., Безуглий A.A. Профиактика ускладнень, що виникають шсля реконструктив-них втручань на сухожилках згиначiв пальщв кистi у «критичнш зот» // Ортопедия, травматология и протезирование — 2012. — № 1. — С. 30-35.
10. Товмасян В.Г. Комплексне лмування пошкоджень сухожиль згиначiв пальщв кистi в критичнш зот: дис. канд. мед. наук: 14.00.21 / Товмасян Вкен Во-лодимирович. — К., 2006. — 147с.
11. Федосеев А.В., Лапин В.В., Лобанов Д.С. Оценка результатов лечения повреждений сухожилий сгибателей пальцев кисти // Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. — 2003. — № 2. — С. 64.
12. Щербаков М.А. Оптимизация способов пластики сухожилий сгибателей 2—5-го пальцев кисти при их повреждениях в зоне костно-фиброзного канала: Дис... канд. мед. наук: 14.00.22/Щербаков Михаил Александрович. — Саратов, 2009. — С. 84.
13. Darlis N.A., Beris A.E., Korompilias A.V., Vekris M.D., Mitsionis G.I., Soucacos P.N. Two-stage flexor tendon reconstruction in zone 2 of the hand in children // J. Pe-diatr. Orthop. — 2005. — Vol. 25, Iss. 3. — P. 382-386.
14. MohammedHeshmatAbdul-Kader, MahmoundA.M.A. Two-stage reconstruction for flexor tendon injuries in zone II using a silicone rod and pedicled sublimis tendon graft// Indian J. Plast. Surg. — 2010. — Vol. 43, Iss. 1. — P. 14-20.
15. Siguo S.,Yong Ding, Baoan Ma, Yong Zhou. Two-stage flexor tendon reconstruction in zone 2, using Hunter's technique // Orthopedics. — 2010. — Vol. 33, Iss. 12. — P. 880.
Получено 10.12.13 □
Лазарев И.А., Куринной И.Н., Яровая М.Л., Скибан М.В. ДУ «Институт травматологии и ортопедии НАМН Украины», г. Киев
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ В РАЗЛИЧНЫХ УЧАСТКАХ СГИБАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ПАЛЬЦЕВ КИСТИ ПРИ СТАНДАРТНОЙ НАГРУЗКЕ
Резюме. Использование метода двухэтапной пластики с сохранением сухожилия поверхностного сгибателя позволяет снизить нагрузку на связочный аппарат сухожилия глубокого сгибателя, избежать возникновения сгибательной контрактуры и функциональной недостаточности сгибания пальца.
При проведении биомеханического эксперимента — моделирования напряженно-деформированного состояния элементов сгибательного аппарата пальцев кисти — сухожилий поверхностного сгибателя, сухожилий глубокого сгибателя, связок пальцев кисти, фаланг пальцев кисти — исследовались 3 модели: с функционирующими сухожилиями поверхностного и глубокого сгибателей, с функционирующим сухожилием глубокого сгибателя, с функционирующем сухожилием поверхностного сгибателя.
Установлено, что напряжение в дистальных точках крепления сухожилья глубокого сгибателя и аннулярных связок проксимальных и дистальных межфаланговых суставов увеличивается при отсутствии сухожилия поверхностного сгибателя с максимальными значениями при межсегментарных углах сгибания 70°.
На основании проведенных расчетов показаны закономерности распределения усилий на сгибательный аппарат пальцев кисти и сделан вывод о том, что в случаях изолированного повреждения сухожилия глубокого сгибателя целесообразно сохранять сухожилие поверхностного сгибателя с целью предотвращения перенапряжения в дистальной точке фиксации сухожилия глубокого сгибателя и связочного аппарата пальца.
Ключевые слова: сухожилие поверхностного сгибателя, сухожилие глубокого сгибателя, критическая зона, аннулярные связки, изолированное повреждение, напряжения и деформации.
Lazarev I.A., Kurinny I.M., Yarova M.L., Skyban M.V.
State Institution «Institute of Traumatology and Orthopedics of
National Academy of Medical Sciences of Ukraine», Kyiv, Ukraine
DISTRIBUTION OF EFFORTS IN DIFFERENT PARTS OF THE FLEXOR APPARATUS OF FINGERS UNDER STANDARD LOAD
Summary. The use of two-stage sublimit tendon-sparing plastic repair enables to reduce the load on the ligaments of profundus tendons, to avoid flexion contracture and the failure of flexion of the finger.
When conducting biomechanical experiment — modeling of the stress — strained state of the flexor apparatus fingers — superficial flexor tendon, the deep flexor tendons, ligaments of the fingers, the phalanges of fingers — 3 models were investigated: with functioning tendons superficial and deep flexor tendons with a functioning deep flexor with the superficial flexor tendon functioning.
It is found that the tension in the distal tendon attachment points and the deep flexor of annular ligament proximal and distal interpha-langeal joints is increased in the absence of superficial flexor tendon with the highest values at intersegmental flexion angles of 70°.
On the basis of the calculations there are shown patterns of distribution efforts on the flexor apparatus fingers and concluded that in cases of isolated damage to the deep flexor tendon is advisable to keep superficial flexor tendon to prevent surge in the distal fixation point the deep flexor tendons and ligaments of the finger.
Key words: superficial flexor tendon, deep flexor tendon, the critical area, annular ligaments, isolated injury, stress and strain.
