«Д Р О В Денис Владимирович ЛЕЧЕНИЕ ПАЦИЕНТОВ С ПЕРЕЛОМАМИ ЛОДЫЖЕК МЕТОДОМ ЧРЕСКОСТНОГО ОСТЕОСИНТЕЗА СТЕРЖНЕВЫМИ АППАРАТАМИ ВНЕШНЕЙ ФИКСАЦИИ ...»

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Саратовский

научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

ФГБУ «СарНИИТО» Минздрава России

На правах рукописи

М А Н Д Р О В Денис Владимирович

ЛЕЧЕНИЕ ПАЦИЕНТОВ С ПЕРЕЛОМАМИ ЛОДЫЖЕК МЕТОДОМ

ЧРЕСКОСТНОГО ОСТЕОСИНТЕЗА СТЕРЖНЕВЫМИ АППАРАТАМИ

ВНЕШНЕЙ ФИКСАЦИИ

14.00.15 - травматология и ортопедия Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Научный руководитель:

доктор медицинских наук Ю.А. Барабаш

Научный консультант:

кандидат физико математический наук Д.В. Иванов.

Саратов –

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращений Введение Глава 1. Современное состояние вопроса лечения больных с переломами лодыжек (обзор литературы) Клиническая часть Глава 2. Материалы и методы исследования 2.1. Общая характеристика экспериментального материала и методология опытов 2.2. Анатомо-хирургическое обоснование мест введения чрескостных элементов в области голеностопного сустава 2.3. Клинико-статистическая характеристика больных 2.4. Методики остеосинтеза при лечении переломов лодыжек. 2.5. Методы исследования Глава 3. Математическое обоснование жесткости систем внешней фиксации при остеосинтезе переломов лодыжек Глава 4. Анатомо-хирургическое обоснование метода остеосинтеза переломов лодыжек с помощью аппаратов внешней фиксации Глава 5. Анализ исходов лечения больных с переломами лодыжек методом чрескостного остеосинтеза с использованием оригинальной компоновки аппарата внешней фиксации стержневого типа Глава 6. Оценка изменения кровоснабжения конечности прооперированных больных методом реофазографии Глава 7. Оценка функционального состояния общего малоберцового нерва в процессе лечения переломов лодыжек при помощи стержневых аппаратов внешней фиксации. Заключение. Выводы Практические рекомендации Список литературы Список сокращений АО – ассоциация ортопедов ДМС – дистальный межберцовый синдесмоз Рис. – рисунок Табл. – таблица РФ – Российская Федерация Абс. – абсолютный Чел. – человек Пат. – патент Рег. – регистрационный (номер) РИ - реографический индекс АЧП – амплитудо – частотный показатель ЭНМГ – электронейромиография РВГ – реовазография

ВВЕДЕНИЕ

По данным статистики встречаемость переломов лодыжек составляет в среднем 100 – 120 случаев на 200 тысяч населения в год (Губанов А.В. 2011).

Для формирования чткого подхода к лечению все переломы лодыжек разделяют на стабильные и нестабильные (Schatzker, 1987). Голеностопный сустав представляет собой кольцо, состоящее из трех костей и соединяющих их связок. Поскольку эти связки практически не растяжимы, то одиночное повреждение элементов кольца, например, изолированный перелом наружной лодыжки, составляющий до 85% переломов лодыжек, не может привести к переднезаднему или латеральному смещению таранной кости и является, таким образом, стабильным (Court-Brown et al., 1998). По мнению этих авторов, повреждение кольца в двух местах, которое может быть представлено либо переломом обеих лодыжек, либо переломом одной лодыжки и разрывом одной из групп связок, является нестабильным и составляет 15% переломов лодыжек.

В данную группу относятся все двух и «трехлодыжечные» переломы, принимая в расчет то, что повреждение связок является эквивалентом (зачастую более тяжелым) перелома лодыжки.

По мере накопления «оперативного опыта», были сформулированы четкие показания к оперативному лечению: 1 - неудавшаяся попытка закрытой репозиции; 2 - в случаях вторичного смещения костных отломков; 3 - открытые переломы в области голеностопного сустава. Оперативное лечение, по мнению Н.В. Корнилова, Э.Г. Грязнухина (2006), позволяет точно сопоставить отломки и удержать их в правильном положении до сращения, что ведет к восстановлению функции сустава.

Фиксация дистального межберцового синдесмоза, по мнению ряда авторов (Peter et al., 1994; Г. П. Котельников, А. Ф. Краснов, В. Ф.

Мирошниченко, 2009 г) вполне может быть осуществлена при помощи двух 1, мм спиц Киршенра. Две косых спицы, проведенные чрезсиндесмозно, обеспечивают такую же стабильность, как и 3,5 мм. кортикальный винт. Шов синдесмоза дает, по их же данным, самую слабую фиксацию.

Методика АО предлагает несколько способов стабилизации дистального межберцового синдесмоза (ДМС) (М.Е. Мюллер и соавт., 1996). При переломах типа «В» операцию начинают с экспозиции перелома диафиза малоберцовой кости. Обязательным является точное восстановление длины малоберцовой кости. Перелом диафиза репонируют и фиксируют при помощи одних лишь стягивающих шурупов или, гораздо чаще, сочетая их с 1/3 трубчатой пластиной.

В последние годы в иностранной литературе (Andriano et al, 1994; Hovis et al., 2002) предлагается способ фиксации отломков и стабилизации ДМС конструкциями из биодеградирующих материалов - Poly L Lactic Acid (PLLA), что исключает потребность в повторной операции по поводу удаления металлических винтов, а это в свою очередь доставляет очевидные удобства пациентам.

По данным исследования Mittal et al. (2005) большинство пациентов (91%) считают возможность удаления металлических конструкций как худший вариант лечебных мероприятий. Это может быть расценено как ненужное использование времени хирургов и средств пациента. Рандомизированное сравнительное исследование металлических и биодеградирующих винтов очевидно продемонстрировало, что оба материала вполне эффективны для фиксации перелома и стабилизации ДМС (Sinisaari et al., 2002; Kaukonen et al., 2005). При этом, в случаях когда повреждение стабилизировали биодеградирующими материалами, пациенты более быстрее возвращались к первоначальной активности и труду (Kaukonen et al., 2005).

Forsythe et al. (2008) на основании исследований, выполненных на секционном материале, предлагают «безвинтовой» способ фиксации ДМС.

Основой данного типа фиксации является FiberWire материал. При сравнении с традиционными металлическими винтами, данный материал более устойчив к разрушению от механических нагрузок.

дискуссионным является метод внеочаговой, внешней фиксации. Именно на базе спицевых аппаратов в 1972 году Г.А. Илизаровым был опубликован способ репозиции и фиксации берцовых костей при повреждении ДМС с помощью спиц с упорной площадкой, проведенной через берцовые кости на уровне ДМС. По настоящее время в нашей стране различные модификации спицевых аппаратов на основе аппарата Илизарова и шарнирнодистракционного аппарата Волкова-Оганесяна имеют широкое применение для лечения сложных переломов голеностопного сустава (О. В. Оганесян, А.В.

Коршунов, 2002; Ю.М. Сысенко, Д.В. Бунов, 2003). И по мнению ряда авторов (Н.О Каллаев и соавт., 2004; И.О. Панков, А.Л. Емелин, 2007) аппараты внешней фиксации превосходят по эффективности погружной остеосинтез с использованием традиционных фиксаторов.

В зарубежной литературе в качестве внеочагового фиксатора описана практика применения стержневого аппарата Hoffman (Lawyer, Lubbers, 1980;

Karlstrom, Olerud, 1983). Принцип устройства этого аппарата основан на том, что в каждый отломок ввинчивается 2-3-4 гвоздя диаметром 4-6 мм с винтовой нарезкой на концах. Эти гвозди фиксируют скрепляющими зажимам и соединяют винтовым стержнем.

Подчеркивая положительные стороны и высокую эффективность аппаратов, ученые указывают на осложнения в результате применения данного метода: у 29,1% больных. Нагноение мягких тканей в области проведения спиц отмечалось в 13,6-21,3% случаев (Е.Г. Локшина и соавт., 1982). Остеомиелит в местах проведения спиц тоже составляет 2,7-6,4% случаев (В.Ф. Трубников и соавт., 1983; А.А. Корж и соавт.,1990), кровотечение из раневых каналов вокруг спиц наблюдается в 3,5-4 % случаев, а также болевой синдром, стойкий отек, патология внутренних органов, развивающийся в результате повреждений нервов и их рецепторов (С.С.Ткаченко, В.М. Гайдуков, 1986; А.С. Чикунов, 1991 О.В. Оганесян и соавт., 2003 В.Н. Пастернак и соавт., 2004) Некоторые авторы связывают данные осложнения с повреждением и раздражением биологически активных точек (О.В. Оганесян и соавт., 2003).

Кроме того, ряд учных (В.К. Калнберз, 1983; А.Н. Костюк и соавт., 1990;

В.Н. Пастернак и соавт., 2004) отмечают технические сложности наложения аппарата Илизарова: 1 - компоновка аппарата при переломах костей в области голеностопного сустава требует не менее 1 часа. Даже в случаях предварительной компоновки, очень часто приходится е перемонтировать, что удлиняет времени операции; 2 - проведение транссегментарных спиц не оставляет у врача большого выбора для «безопасного коридора», чтобы не повредить важных анатомических образований.

По сравнению со спицевыми, чрескостные аппараты на стержневой основе обладают более высокой стабильностью отломков, но низкими репонирующими свойствами. Этот недостаток наиболее прослеживается при остеосинтезе полифрагментарных, околосуставных переломов. Так жесткость остеосинтеза аппаратом Гоффмана составляет 50% интактной кости, что однако дает лучшие показатели перед аппаратом Илизарова во всех тестах.

Одноплоскостной аппарат ASIF при флексионной нагрузке 2 кг х 200 мм (момент силы 0.4 кгм) дает угловую деформацию в 3°, что является показателем слабого качества фиксации костных фрагментов.

Повысить потенциальные репонирующие способности при достижении максимально возможной стабильности возможно при использовании аппаратов "гибридной", комбинированной спице-стержневой компоновки. Использование в чрескостных подсистемах спиц и стержней позволяет моделировать все требуемые варианты проведения их.

По данным Г. А. Оноприенко (1993) при использовании аппарата Илизарова возникает сравнительно небольшая и кратковременная аваскулярность концов отломков, что позволяет считать чрескостный остеосинтез весьма щадящим и малотравматичным, а снижение числа осложнений, возникающих при чрескостной фиксации, мы видим в углубленном изучении особенностей смещения мягких тканей относительно кости при всех видах движений в смежных суставах, уменьшении количества введения чрескостных элементов, использовании возможности варьировать уровень, позицию в нем и угол введения чрескостных элементов, продолжая исследования А.П.Барабаша и Л.Н.Соломина (1997) и Бейдика О.В. (1996) с достижением максимальной жесткости отломков внешней фиксацией.

Выше изложенное позволяет судить о незавершенности проблемы выбора метода лечения переломов лодыжек а так же несовершенство методики чрескостного остеосинтеза при данной патологии.

Цель: повышение эффективности лечения пациентов со сложными лодыжечными переломами путем экспериментально-клинического обоснования методик чрескостного остеосинтеза 1. Изучить результаты оперативного лечения больных с переломами лодыжек, лечившихся в экстренных травматолого-ортопедических отделениях городских больниц г. Саратова; провести анализ ошибок и осложнений.

2. Предложить и методом математического моделирования обосновать способ стержневой внешней фиксации сложных переломов лодыжек 3. Разработать технологию стержневого компрессионно-дистракционного остеосинтеза переломов лодыжек с учтом анатомо-функциональных особенностей области голеностопного сустава пролеченных разными методами

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

Новизна. Теоретическая значимость.

Новизна исследования состоит в подтверждении и развитии концепции о влиянии изменения степени фиксации отломков на процессы репаративной регенерации тканей.

Прослежены причины длительного сращения и неудовлетворительных результатов лечения переломов лодыжек в зависимости от применяемых методов лечения.

Впервые на большом клиническом материале определены сроки сращения и нетрудоспособности при переломах лодыжек в г.Саратове.

Математически обоснован дифференцированный подход к выбору методики и тактики оперативного вмешательства при сложных переломах лодыжек, что позволяет в значительной степени сократить число неблагоприятных исходов оперативных вмешательств или избежать их.

Разработаны и экспериментально обоснованы наиболее рациональные способы чрескостного остеосинтеза переломов лодыжек, которые подтверждены патентами РФ:

Устройство для лечения внутрисуставных переломов трубчатых костей: патент на полезную модель РФ. № 53558 от 27.05.2006 г;

2. Устройство для закрытого остеосинтеза лодыжек с разрывом межберцового синдемоза: патент РФ № 45081 РФ, заявка №2004132436 от 09.11.2004 г.

3. Способ лечения дегенеративных заболеваний суставов и хронических посттравматических болевых синдромов: патент РФ № 2433844 от 20.04.2010г 4. Устройство для лечения переломов лодыжек с разрывом дистального межберцового синдесмоза патент РФ на полезную модель заявка на полезную модель №2013118377 от 19.04.2013 г Прослежено влияние использованного метода остеосинтеза лодыжечных переломов на восстановление кровоснабжения сегмента.

Выявлено влияние физио-функциональной реабилитации пациентов с использованием ферментного протеолитического препарата растительного происхождения «Карипазим» по авторской методике (патент РФ №2274472 от 20.06.2006) на купирование болевого синдрома, профилактику развития контрактур, дегенеративных и рубцово-спаечных процессов в голеностопном суставе.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ.

В клиническую практику внедрена методика лечения больных со сложными переломами лодыжек, которая используя анатомо-физиологичекие особенности области голеностопного сустава снижает число послеоперационных осложнений, оптимизирует условия костной регенерации.

Отработаны показания и противопоказания к использованию способа со стабильной и управляемой динамичной фиксацией.

Примененные на практике способы операций дали возможность получить сращения в 100% случаев, а после использования разработанного способа чрескостного остеосинтеза с оптимизацией реабилитационного периода позволила сочетать заживление перелома с купированием болевого синдрома, профилактикой развития контрактур, дегенеративных и рубцово-спаечных процессов в голеностопном суставе позволило получить абсолютное большинство хороших функциональных результатов у больных основной группы.

Определены показания и противопоказания к применению разных методов лечения.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

Разработанные оригинальные схемы внешней фиксации для выполнения чрескостного остеосинтеза переломов лодыжек обеспечивают адекватную жесткость фиксации костных фрагментов при сохранении физиологии сустава.

Использование новой технологии чрескостного остеосинтеза позволяет снизить число специфических осложнений метода и добиться повышения положительных анатомо-функциональных исходов лечения с обеспечением нормального уровня «качества жизни пациентов».

Применение разработанных схем стержневого чрескостного остеосинтеза в лечении больных с переломами лодыжек не приводит к усугублению нарушения регионарного периферического кровообращения и мионеврального аппарата поврежденного сегмента.

Глава 1. Современное состояние вопроса лечения больных с переломами лодыжек (обзор литературы) Одной из самых частных патологий в практике врача травматолога являются повреждения лодыжек, составляя до 20 % повреждений опорно – двигательного аппарата. Голеностопный сустав относится к сложным блоковидным суставам (З.А. Ткешелашвили, 1975г.) и имеет ряд анатомофизиологических особенностей (В.Н. Гурьев, 1971г.), при которых сочленяющиеся кости условно принимают за кольцо, состоящее из трех костей (большеберцовой, малоберцовой и таранной) и соединяющих их связок (Дж.

Морган, П. Вулвекамп, 2005 г).

К настоящему времени классификация переломов лодыжек по АО-ASIF является наиболее признанной, проста для запоминания и не трудна для клинического использования, учитывает важность для конгруэнтности и стабильности сустава таких структур как синдесмоз и наружная лодыжка. Она помогает в выборе метода лечения, как консервативного, так и оперативного, и в анализе отдаленных результатов. Повреждение голеностопного сустава без перелома малоберцовой кости нельзя классифицировать по АО, т.к. она базируется на уровне перелома малоберцовой кости (М.Е. Мюллер и соавт., 1996). С 1982 г. классификация Вебера вошла в повседневную практику под названием классификация АО (Вебер и Данис) и подразделяет все переломы на три типа:

Тип А. Подсиндесмозное повреждение малоберцовой кости:

А1 — изолированное;

А2 — с переломом медиальной лодыжки;

АЗ — с переломом задне-медиального края большеберцовой кости.

Тип В. Чрезсиндесмозное повреждение малоберцовой кости:

В1 — изолированный перелом;

В2 — с повреждением медиальных структур;

В3 — с повреждением медиальных структур и переломом заднего края большеберцовой кости (перелом Фолькмана).

Тип С. Надсиндесмозное повреждение (всегда повреждается синдесмоз):

С1 — диафизарный перелом малоберцовой кости, простой;

С2 — диафизарный перелом малоберцовой кости, оскольчатый (может сочетаться с переломом внутренней лодыжки, разрывом дельтовидной связки, отрывом костного прикрепления связок межберцового синдесмоза);

С3 — проксимальное повреждение малоберцовой кости (перелом Меззоннева), может сочетаться с переломом внутренней лодыжки или разрывом дельтовидной связки.

Для формирования подхода к лечению все переломы лодыжек разделяют на стабильные и нестабильные (Schatzker, 1987). Лодыжечную вилку условно принимают за кольцо, состоящее из трех костей и соединяющих их связок.

Поскольку эти связки практически не растяжимы, то одиночное повреждение кольца, например, изолированный перелом наружной лодыжки, составляющий до 85% переломов лодыжек, не может привести к переднезаднему или латеральному смещению таранной кости и является, таким образом, стабильным (Court-Brown et al., 1998). Консервативное функциональное лечение стабильных переломов наружной лодыжки приносит до 90% отличных и хороших результатов (Губанов А.В., 2011). По мнению этих авторов, повреждение кольца в двух местах, которое может быть представлено либо переломом обеих лодыжек, либо переломом одной лодыжки и разрывом одной из групп связок, является нестабильным и составляет 15% переломов лодыжек.

В данную группу вышеуказанные ученые относят также все двух и трехлодыжечные переломы, принимая в расчет то, что повреждение связок является эквивалентом (зачастую более тяжелым) перелома лодыжки.

Основными принципами лечения нестабильных переломов лодыжек со смещением являются: максимально точное сопоставление элементов голеностопного сустава и удержание их до сращения переломов, что восстанавливает биомеханическую стабильность сустава. (Губанов А.В., 2011).

В большинстве случаев консервативное лечение смещнных переломов лодыжек неэффективно и в настоящее время редко применяется (Панков И.О. и соавт., 2012).

1.2. Современные методы диагностики.

В настоящее время используют для диагностики повреждения дистального межберцового синдесмоза (ДМС) четыре метода исследования:

1) конечности, наличие отека, боли, деформации. Клинический тест, который обычно используется при диагностировании повреждений ДМС, боль при пальпации в передней lig. tibiofibular (Taylor et al., 1992) и уменьшение пассивной dorsiflexion. Однако, ни один из этих тестов не имеет высокую прогностическую ценность для острого разрушения ДМС (Beumer et al., 2002).

2) - рентгендиагностика. При рентгенологическом исследовании голено стопного сустава используют три проекции: переднезадняя, переднезадняя с внутренней ротацией голени на угол 18-20 градусов («проекция гнездо») и бо ковая (И. Л. Крупко, Ю.И. Глебов, 1972; М.Е. Мюллер и соавт., 1996; Е.И.

Брусенская, 2002; Park et al., 2006). Wallis (1989) для диагностики повреждений в области голеностопного сустава рекомендует использовать только боковую проекцию и «гнездо». Доказано, что в норме межберцовое пространство (расстояние между внутренним контуром малоберцовой кости и задним краем малоберцовой вырезки большеберцовой кости) в переднее-задней проекции не должно превышать 4 -6 мм (Harper, Keller, 1989; Park et al., 2006). Однако некоторые авторы полагают, что нет никаких оптимальных радиологических параметров, чтобы оценить целостность syndesmosis (Beumer, 2004; Schuberth et al., 2004). Используют так же «стресс - рентгенограммы», т.е. стопу в момент выполнения рентгенограммы располагают в прямой проекции в положении супинации и аддукции (М.Е. Мюллер и соавт., 1996; Martin et al., 1996;

McConnell et al., 2004; Egol et al., 2004). По этим рентгенограммам определяют диастаз между берцовыми костями и «медиальное свободное пространство»

(Joy et al., 1974). Однако, этот метод исследования редко используют в клинической практике (Fritschy, 1989; Park et al., 2006) и в некоторых случаях он малоинформативен для определения показаний к оперативному лечению (Koval et al., 2007).

3) - компьютерная томография. Компьютерная томограмма более чувствительный метод исследования, чем обычная рентгенография. Этот метод позволяет обнаружить незначительные степени повреждения ДМС (Н. К.

Витько и соавт., 2000; Гавриленко и соавт., 2006; Ebraheim et al., 1997). Однако, и она постепенно вытесняется магнитно - резонансной томографией (МРТ), которая является более точной в обнаружении повреждений ДМС (Такао et al., 2001, 2003; Оае et al., 2003; Koval et al., 2007). В настоящее время MPT становится исследованием выбора для диагностики повреждений связочного аппарата голеностопного сустава.

4) - артроскопия. По мнению ряда авторов (Amendola, Frost, 2001; Jones, Amendola, 2007; M.A. Садовой и соавт., 2008) артроскопия представляется современным методом диагностики повреждения в области ДМС. Как считают Takao et al. (2001, 2003) повреждение ДМС может быть диагностировано точно в 100% случаев артроскопией, в то время как в 48% - при рентгенографии в передне-задней проекции, в 64% случаев - при рентгенографии в «проекции гнездо» и в 96% - с помощью МРТ.

1.3. Современное состояние проблемы оперативного лечения.

Первые попытки оперативного лечения при переломах в области голеностопного сустава стали применяться в практике хирургов только в начале XX века, вместе с появлением рентгеновского метода исследования.

Кеню в 1909г. впервые произвел сшивание межберцового диастаза. Белер (1944) высказывался в пользу оперативного лечения, но только в тех случаях, когда речь шла о лечении застарелых переломов лодыжек, выполняя, при этом, открытую остеотомию с последующей редрессацией. К тому же времени относятся и редкие сообщения о попытках оперативного вмешательства (Juvara, Bull, 1929; В.Д. Чаклин, 1935), которые не встретили поддержки в медицинских кругах. В пользу широких показаний к применению оперативного лечения при «свежих» переломох лодыжек высказывался Watson-Jones (1943). Он предлагал скреплять винтом обе берцовые кости при переломах типа Dupuytren, «чтобы предупредить повторные смещения» (Е.Н. Калиновская, 1952). По мере накопления «оперативного опыта», были сформулированы четкие показания к оперативному лечению: 1 - неудавшаяся попытка закрытой репозиции; 2 - в случаях вторичного смещения костных отломков; 3 - открытые переломы в области голеностопного сустава. Оперативное лечение, по мнению Н.В.

Корнилова, Э.Г. Грязнухина (2006), позволяет точно сопоставить отломки и восстановлению функции сустава. Среди всех переломов дистального суставного отдела костей голени подавляющее большинство составляют пронационные переломы лодыжек. На их долю приходится свыше 90% всех сложных повреждений области голеностопного сустава. Панков И.О., Емелин А.Л. (2012) с помощью математической модели показали, что переломы наружной лодыжки при пронационных переломах дистального суставного отдела костей голени всегда сопровождаются повреждениями дистального межберцового синдесмоза, подвывихами или полными вывихами стопы кнаружи. В атласе А.Н. Шабанова и соавт. (1972) описаны следующие способы фиксации поврежденного ДМС при помощи погружных элементов и конструкций.

Способ М.И. Ситенко. В случаях нерепонированного межберцового диастаза делают разрез кожи спереди от наружной лодыжки на 2 —3 см выше суставной щели голеностопного сустава. Тупым путем проникают к метафизу большеберцовой кости спереди. Сверлом образуют канал в передне-заднем направлении, через который проводят полоску фасции, взятой из широкой фасции бедра. Полоску фасции обводят вокруг малоберцовой кости и в положении максимального сближения берцовых костей концы полоски фасции сшивают шелком.

гомотрансплантат, либо сочетает трансплантат с металлическим винтом с целью создания синостоза — костного сращения берцовых костей. Операцию производят следующим образом. Из разреза в области наружной лодыжки на уровне синдесмоза, после освежения места разрыва, делают канал в лодыжке по направлению снизу вверх и далее в метафизе болыпеберцовой кости не менее чем на 2/3 ее ширины. Диаметр канала должен быть таким, чтобы костный трансплантат плотно вошел в него. Несколько выше места введения трансплантата вводят металлический шуруп в таком же направлении. Рану зашивают послойно.

Способ Бурнса. При этом способе операции применяют круговой проволочный шов. Делают разрез кпереди от наружной лодыжки на уровне синдесмоза. Затем под мягкие ткани проводят вокруг обеих берцовых костей проволоку, концы которой скручивают. При этом кости сближаются и межберцовый диастаз ликвидируется.

Способ Смит, Кэмпбелл, Ватсон-Джонс, Сакари, Ванио, Мулис, Салнс.

Для скрепления берцовых костей при их диастазе пользуются винтом.

Отверстие для винта делают только в малоберцовой кости, а в губчатое вещество метафиза большеберцовой кости винт вводят при определенном усилии. Уровень введения должен быть не ниже 2 см линии голеностопного сустава с целью исключения дополнительной травматизации сочленения. При наличии диастаза между отломанной внутренней лодыжкой и большеберцовой костью лодыжку фиксируют к большеберцовой кости таким же винтом.

Крат и Кэмпбелл предлагают создать синостоз на месте поврежденного межберцового синдесмоза. Для этого из разреза по передней поверхности области голеностопного сустава обнажают межберцовый синдесмоз. Удаляют рубцы, межберцовый промежуток заполняют костной щебенкой. Берцовые кос ти сближаются между собой и в таком положении и удерживаются гипсовой повязкой.

А.В.Каплан и соавт. (1979), с целью фиксации межберцевого синдесмоза проводят спицу Киршнера под углом 45° к оси голени несколько сзади наперд на глубину около 6-7 см. Это они осуществляют после предварительного за крытого или аппаратного устранения диастаза в межберцевом суставе через ок но в гипсовой повязке. Как правило, вводят две спицы под некоторым углом друг к другу, чтобы фиксация была стабильной. В ряде случаев из заморожен ного сухожилия, фасции или лавсановой ленты можно создать искусственную межберцовую связку А.В. Каплан и соавт. (1979).

особенностей функционирования ДМС предлагают способ восстановления, позволяющий создать тугоэластическую фиксацию малоберцовой кости в малоберцовой вырезке и полностью предупреждающей рецидивы диастаза при опорной нагрузке. Кроме того, данный способ имеет элементы костного шва и прочно удерживает отломки малоберцовой кости. Способ заключается в следующем: производят овальные разрезы кожи и фасции в проекции середины обеих лодыжек. На 1-1,5 см выше суставной щели формирует каналы с направлением по межло-дыжечной линии в концах отломков малоберцовой кости и в большеберцовой, через которую снаружи внутрь проводят первый тур лигатуры. Затем формируют каналы рядом с малоберцовой костью через болыпеберцовую и через них, изнутри к наружи, проводят концы лигатуры, которые завязывают вокруг малоберцовой кости. В результате, при натяжении направлении, перпендикулярном линии излома, а малоберцовая кость ориентируется в малоберцовой вырезке. При затягивании второго тура отломки малоберцовой кости сближаются в направлении, перпендикулярном оси малоберцовой кости и полностью устраняется межберцовый диастаз.

P.M. Сабиров и соавт. (2002) разработали способ лечения дистального межберцевого синдезмоза, предусматривающий формирование каналов в дистальном метафизе большеберцовой кости и наружной лодыжки с проведением через эти каналы костно-сухожильного трансплантата и последующим заклиниванием костного фрагмента в одном из каналов.

Остеосинтез перелома малоберцовой кости осуществляют с помощью накостной пластины.

Г.И. Цыпандин и соавт. (2005) предложили способ хирургического лечения застарелых разрывов дистального межберцевого синдесмоза, для осуществления которого выполняют продольные разрезы кожи в области лодыжек для доступа к метафизу большеберцовой кости и наружной лодыжки.

В этой зоне делают два канала через метафизы обеих берцовых костей, один из которых диаметра 3,5мм расположен на 1-2 см выше предыдущего. Через этот канал проводят винт-стяжку для фиксации вилки голеностопного сустава при тыльном сгибании стопы под углом 20 градусов. Затем заготавливают трансплантат из собственной связки надколенника с захватом костных фрагментов мест прикрепления е к надколеннику и бугристости болынеберцовой кости. Трансплантат проводят и фиксируют.

С.Н. Хорошков (2004) опубликовал «Функциональный оперативный способ лечения надсиндесмозных переломов лодыжек», который заключается в открытой репозиции отломков, их остеосинтезе, сшивании разорванных связок, восстановлении дистального межберцового синдесмоза и наложении на поврежднную конечность ортеза, в котором формируют три опорных площадки фиксации. В.В. Оленин (2003) разработал способ обходного восстановления дистального межберцового синдесмоза при надсиндесмозных переломах малоберцовой кости, предусматривающий после восстановления целостности малоберцовой кости осуществлять адаптацию разорванных связок ДМС обходным путм, а именно: через наружную лодыжку, наружные боковые связки голеностопного сустава, таранную кость и восстановленный внутренний отдел голеностопного сустава.

Способ Шумана. Этот способ заключается в том, что обе берцовые кости скрепляют болтом с гайкой. Делают разрез над наружной лодыжкой и другой разрез — в области внутренней поверхности большеберцовой кости, несколько выше внутренней лодыжки. В поперечном направлении просверливают канал через обе кости. В канал вводят болт и со стороны наружной лодыжки на него навинчивают торцовым ключом гайку. Под шляпку болта при необходимости подкладывают шайбу. При затягивании гайки берцовые кости сближаются и, этим самым, устраняется диастаз.

Как сообщают Л.Б. Волынская, В.В.Харитонов (1971), фиксацию поврежденного межберцового синдесмоза болтом - стяжкой применяла Л.Б.

Волынская в 1964 г. Для этого, разрезом длиной 8 см по передне-наружной поверхности малоберцовой кости обнажают наружную лодыжку и вправляют ее в малоберцовую вырезку большеберцовой кости. Затем через просверленный канал проводят металлический болт со стороны наружной лодыжки через обе кости в косом направлении снизу вверх под углом 45°. В месте выхода болта на внутренней поверхности большеберцовой кости делают небольшой разрез кожи и на болт нанизывают шайбу с гайкой, которую завинчивают торцовым ключом. Во избежание чрезмерного сжатия берцовых костей и сужения вилки голеностопного сустава, что может повлечь за собой ограничение тыльной флексии стопы, в момент завинчивания гайки рекомендуется установить стопу в положении умеренного тыльного сгибания. После скрепления костей следует проверить подвижность в голеностопном суставе. Рану зашивают наглухо.

Накладывают гипсовую повязку до коленного сустава. Стопу в момент наложения гипсовой повязки фиксируют под углом 90°. Однако, при низких переломах наружной лодыжки, на уровне синдесмоза или верхней его границы, болт, проведенный близко к линии перелома, не будет надежно фиксировать берцовые кости.

В 1999 году предложена пластина, которая предполагает фиксацию перелома дистального диафиза малоберцовой кости, сочетающегося с разрывом ДМС (А.Е.Лоскутов и соавт. 1999), Эту пластину накладывают на дистальную часть малоберцовой кости, начиная от е головки и выше, то есть проксимальнее зоны перелома. При этом головку малоберцовой кости фиксируют к большеберцовой кости с помощью винта - стяжки, а на протяжении малоберцовой кости используют кортикальные винты, не выходящие за е поперечное сечение.

Методика АО предлагает несколько способов стабилизации ДМС (М.Е.

Мюллер и соавт., 1996). При переломах типа «В» операцию начинают с экспозиции перелома диафиза малоберцовой кости. Обязательным является точное восстановление длины малоберцовой кости. Перелом диафиза репонируют и фиксируют при помощи одних лишь стягивающих шурупов или, гораздо чаще, сочетая их с 1/3 трубчатой пластиной. Следующим этапом является доступ к передней порции синдесмоза. Если он оторван от болыпеберцовой кости (бугорок Тилло-Шапута) или от малоберцовой кости, то его репонируют или фиксируют малым (3,5-мм или 2,7-мм) стягивающим шурупом. Если передний синдесмоз разорван посередине, то он может быть сшит.

При переломах типа «С» необходимость чрезсиндесмозной фиксации зависит от стабильности синдесмоза. Стабильность синдесмоза во время операции можно проверить при помощи однозубого крючка. Зацепив однозубым крючком малоберцовую кость, проверяют подвижность малоберцовой кости в латеральном направлении. Если наружное смещение более 3-4 мм, фиксация синдесмоза необходима (Klein, Campbell, 1998).

Остаточная нестабильность может быть устранена введением позиционного шурупа на 2-3 см выше голеностопного сустава. Это должен быть 3,5-мм кортикальный шуруп, который вводят через малоберцовую кость в оба кортикальных слоя большеберцовой кости. Шуруп необходимо вводить косо сзади кпереди под углом 25-30°, начиная дорзо-латерально и в вентромедиальном направлении. Резьбу 3,5-мм необходимо нарезать как в малоберцовой, так и в большеберцовой кости, поскольку этот шуруп используется не в качестве стягивающего шурупа, а для удержания правильной позиции малоберцовой кости по отношению к большеберцовой.

В литературе встречаются совершенно противоречивые мнения по вопросу идеального уровня установки позиционного винта и его диаметра. Не выявлено принципиальной биомеханической разницы между винтами 4,5 мм и 3,5 мм при трехкортикальной фиксации синдесмоза (Thompson, Gesink, 2000).

Однако, при стабилизации синдесмоза с фиксацией четырех кортикалов, винт диаметром 4,5 мм более устойчив к стресс нагрузкам (Hansen et al., 2006). В исследовании (McBryde et al, 1997) показано, что установка позиционного винта более предпочтительна при выполнении стресс нагрузок на уровне 2,0 см над куполом таранной кости, чем расположение винта на высоте 3,5 см от линии голеностопного сустава. Miller et al. (1999) рекомендуют установку позиционного винта на высоте 5,0 см от «тибиального плафона».

В последние годы в иностранной литературе (Andriano et al, 1994; Hovis et al., 2002) предлагается способ фиксации отломков и стабилизации ДМС конст рукциями из биодеградирующих материалов - Poly L Lactic Acid (PLLA), что исключает потребность в повторной операции по поводу удаления металличе ских винтов из синдесмоза, а это в свою очередь значительно снижает бюд жетные затраты здравоохранения и доставляет очевидные удобства пациентам.

По данным исследования Mittal et al. (2005) большинство пациентов (91%) считают возможность удаления металлических конструкций как худший вари ант лечебных мероприятий. Это может быть расценено как ненужное использо вание времени хирургов и средств пациента. Но, несмотря на очевидные поло жительные стороны данного вида фиксации, процесс широкого распростране ния имплантов из Poly L Lactic Acid (PLLA) идет медленно, возможно, из-за предположения, что они не достаточно прочны, чтобы удержать отломки до заживления кости. Однако, работы ряда авторов (Thordarson et al., 2001; Hovis et al., 2002) показывают, что данные материалы можно использовать на равных с металлическими конструкциями. Рандомизированное сравнительное исследо вание металлических и биодеградирующих винтов очевидно продемонстриро вало, что оба материала вполне эффективны для фиксации перелома и стабили зации ДМС (Sinisaari et al., 2002; Kaukonen et al., 2005). При этом, в случаях ко гда повреждение стабилизировали биодеградирующими материалами, пациен ты более быстрее возвращались к первоначальной активности и труду (Kauko nen et al., 2005). Однако, наряду с очевидными достоинствами имплантаты из Poly L Lactic Acid имеют существенные недостатки, а именно: данные материа лы вызывают остеолизис (Bottman, Pihlaiamaki, 1998). Кроме того, в различные сроки после операции инородные материалы вызывают воспалительную реак цию окружающих тканей (Partie et al., 1992; Hovis, Bucholz, 1997), а также и ocтеоартрит (Yoshino et al., 1998), обусловленный распадом полимеров, попавших в голеностопный сустав (Bosbnafi, 1998).

Фиксация дистального межберцового синдесмоза, по мнению ряда авторов (Peter et al., 1994), вполне может быть осуществлена при помощи двух 1,5 мм спиц Киршенра. Две косых спицы, проведенные чрезсиндесмозно, обеспечивают такую же стабильность, как и 3,5 мм. кортикальный винт. Шов синдесмоза дает, по их же данным, самую слабую фиксацию.

Forsythe et al. (2008) на основании исследований, выполненных на секционном материале, предлагают «безвинтовой» способ фиксации ДМС.

Основой данного типа фиксации является FiberWire материал. При сравнении с традиционными металлическими винтами, данный материал более устойчив к разрушению от механических нагрузок. На страницах зарубежной и отечественной литературы возникала дискуссия о том, из какого материала должен быть позиционный винт? В аналитической работе по данному вопросу, выполненной на трупах, не найдено существенной разницы между титановыми винтами и винтами из нержавеющей стали (Xenos et al., 1995). При изучении проблемы биомеханического различия между три-кортикальной и квадрокортикальной фиксацией ДМС, вышеуказанные авторы также не обнаружили различий. В рандомизированном сравнительном исследовании фиксации ДМС одним квадрокартикальным винтом и двумя трикортикальными винтами, выявлено более раннее восстановление функции во второй группе, но спустя год, уже не прослеживались различия в группах в функциональных результатах, а также в появлении боли и при исследовании тыльного сгибания стопы (Heines, Stremsee, 2004).

В доступной литературе встречаются совершенно противоречивые мнения по вопросу идеального уровня установки позиционного винта и его диаметра. Не выявлено принципиальной биомеханической разницы между винтами 4,5 мм и 3,5 мм при трехкортикальной фиксации синдесмоза (Thompson, Gesink, 2000). Однако, при стабилизации синдесмоза с фиксацией четырех кортикалов, винт диаметром 4,5 мм более устойчив к стресс нагрузкам (Hansen et al., 2006). В исследовании McBryde et al. (1997) показано, что установка позиционного винта более предпочтительна при выполнении стресс нагрузок на уровне 2,0 см над куполом таранной кости, чем расположение винта на высоте 3,5 см от линии голеностопного сустава. Miller et al. (1999) рекомендуют установку позиционного винта на высоте 5,0 см от «тибиального плафона».

Xenos et al. (1995), при исследовании механических свойств одного и двух позиционных винтов, наглядно показал, что стабильность двух винтов больше, чем одного при равных условиях. Школа АО рекомендует установку двух винтов в случаях множественных переломах малоберцовой кости (Hahn et al., 2000). Так же известно, что два винта используются для стабилизации ДМС при переломах типа Мезоне без погружной стабилизации малоберцовой кости в дистальном отделе (Heim et al., 1982.). В отечественной литературе два винта рекомендуется устанавливать в случаях тяжелой травмы - разрыве межкостной мембраны (Л.Н. Анкин, Н.Л. Анкин, 2005).

Однако использование накостных фиксаторов требует большого по протяженности хирургического доступа, приводит к увеличению кровопотери и дополнительной травматизации окружающих тканей, ухудшает кровоснабжение зоны перелома, нарушает венозный и лимфатический отток, повышая риск жировой и тромбоэмболии [Тюляев Н.В. и соав., 2011], В связи с дефицитом мышечного массива в дистальном отделе голени использование накостных фиксаторов у больных с сосудистыми заболеваниями и остопорозом чревато усилением трофических нарушений, расхождением краев раны, миграцией и переломом винтов (Григорян А., Топоркова А 2007).

Перспектива улучшения результатов лечения кроется в соблюдении принципов «биологического» остеосинтеза. Это достигается в том числе применением современных биологически инертных материалов и конструкций, которые обладают малой металломкость и минимально разрушают кость (Григорьян, А. Топоркова А, 2007 г).

В настоящее время за рубежом и в нашей стране применяется более модификаций аппаратов внешней фиксации. В нашей стране нашли применение конструкции К.М. Сиваша, О.Ш. Гудушаури, Г.А. Илизарова, Н.Д.

Флоренского, В.Н. Калнберза, В.М. Демьянова, С.С. Ткаченко, шарнирнодистракционный аппарат Волкова-Оганесяна. Наибольших успехов достиг Г.А.

Илизаров, который с 1951 г. пропагандировал метод чрескостного остеосинтеза аппаратами на основе спиц, натягиваемых в жестких внешних опорах. Метод, разработанный Г.А. Илизаровым и его учениками завоевал всемирное признание. Именно на базе спицевых аппаратов в 1972 году Г. А. Илизаровым был опубликован способ репозиции и фиксации берцовых костей при повреждении ДМС с помощью спиц с упорной площадкой, проведенной через берцовые кости на уровне ДМС. В 1969 г. был предложен аппарат ВолковаОганесяна. Данный аппарат имеет широкое применение не только при переломах в области голеностопного сустава, но и при устранении контрактур (М.В. Волков, О.В. Оганесян, 1975, 1987; О.В. Оганесян и соавт, 2003). По настоящее время в нашей стране различные модификации спицевых аппаратов на основе аппарата Илизарова и шарнирно-дистракционного аппарата ВолковаОганесяна имеют широкое применение для лечения сложных переломов голеностопного сустава (О. В. Оганесян, А.В. Коршунов, 2002; Ю.М. Сысенко, Д.В. Бунов, 2003). И по мнению ряда авторов (Н.О Каллаев и соавт., 2004; И.О.

Панков, А.Л. Емелин, 2007) аппараты внешней фиксации превосходят по эффективности погружной остеосинтез с использованием традиционных фиксаторов.

В зарубежной литературе в качестве внеочагового фиксатора описана практика применения стержневого аппарата Hoffman (Lawyer, Lubbers, 1980;

Karlstrom, Olerud, 1983). Принцип устройства этого аппарата основан на том, что в каждый отломок ввинчивается 2-3-4 гвоздя диаметром 4-6 мм с винтовой нарезкой на концах. Гвозди в отломки вставляют либо по прямой линии, либо треугольником, либо в произвольной комбинации. После этого концы гвоздей, ввинченные в каждый отломок, фиксируют скрепляющими зажимами. Эти за жимы через шарниры соединяют винтовым стержнем. Репозицию отломков производят вращением разводного винта, соединяющего стержни с целью раз ведения и сближения отломков, а зажимы гвоздей используют в качестве рыча гов.

Накопленный большой опыт применения компрессионнодистракционных аппаратов с использованием спиц показывает, что данный метод имеет ряд существенных преимуществ. Однако некоторые авторы (И.И, Хижко, 1986), подчеркивая положительные стороны и высокую эффективность аппаратов, указывают на осложнения в результате применения данного метода.

В частности, при изучении результатов лечения больных с переломами в области голеностопного сустава указанный ученый определил следующие виды осложнений, связанные с применением спиц:

- прорезание кожи в месте входа и выхода спиц;

- воспаление мягких тканей вокруг длинных спиц, связанное с образованием канала вокруг их мест входа и выхода, которые служат воротами для микробного загрязнения.

Процент таких осложнений по данным КНИИЭКОТ (Г.А. Илизаров и соавт., 1982) отмечен у 29,1% больных. Одновременно, в других регионах нагноение мягких тканей в области проведения спиц отмечалось в 13,6-21,3% случаев (Е.Г. Локшина и соавт., 1982). Остеомиелит в местах проведения спиц тоже составляет 2,7-6,4% случаев (В.Ф. Трубников и соавт., 1983; А.А. Корж и соавт., 1990), кровотечение из раневых каналов вокруг спиц наблюдается в 3,5случаев, а также болевой синдром, стойкий отек, патология внутренних органов, развивающийся в результате повреждений нервов и их рецепторов (С.С. Ткаченко, В.М- Гайдуков, 1986; А.С. Чикунов, 1991). Некоторые авторы связывают данные осложнения с повреждением и раздражением биологически активных точек (О. В. Оганесян и соавт., 2003). Кроме того, ряд учных (В.

К.Калнберз, 1983; А.Н. Костюк и соавт., 1990; В.Н. Пастернак соавт., 2004) отмечают технические сложности наложения аппарата Илизарова:

1 - компоновка аппарата при переломах костей в области голеностопного сустава требует не менее 1 часа. Даже в случаях предварительной компоновки, очень часто приходится е перемонтировать, что удлиняет времени операции;

2 - проведение транссегментарных спиц не оставляет у врача большого выбора для «безопасного коридора», чтобы не повредить важных анатомических образований.

Названные выше авторы указывают также на возможное возникновение поздних осложнений:

1 -развитие контрактур, связанных с «прошиванием» сухожилий и мышц в околосуставных областях;

2 - неправильная адаптация отломков при внутрисуставных переломах, требующей больших практических навыков врача.

На страницах отечественной и зарубежной литературы периодически возникают дискуссии и преимуществах того или иного способа при лечении всех внутрисуставных переломов, подвергающихся большим нагрузкам. Но все авторы едины во мнении, что оптимальное лечение переломов в голеностопном суставе должно соответствовать основным принципам: необходимо восстановить нормальную анатомию для предотвращения развития вторичного посттравматического артроза. Анатомическая репозиция может быть достигнута закрытым способом. Однако, при нестабильных переломах, при остающемся смещении малоберцовой кости по отношению к incisura tibiae, во фронтальной плоскости получить репозицию при помощи спиц с упорными площадками невозможно (О. В. Оганесян и соавт., 2003). Наиболее точным способом восстановления и сохранения, анатомии нестабильного повреждения голеностопного сустава является открытая репозиция и внутренняя фиксация (Schatzker, Tile, 1987). В качестве дополнительного преимущества, эти ученые отмечают, что современный погружной остеосинтез позволяет начать раннее функциональное лечение и гарантирует удовлетворительный исход. Ряд авторов (О. В. Оганесян и соавт., 2003; В.Н. Пастернак и соавт., 2004), несмотря на успех погружного остеосинтеза при переломах в области голеностопного сустава, сочетающихся с повреждением ДМС, отмечают его отрицательные стороны:

1 - травмирование мягких тканей в области перелома;

2 - опасность инфекеционных осложнений;

3 - несостоятельность фиксатора, вторичное смещение костных отломков;

4 - псевдоартрозы.

Таким образом, анализ литературных сведений по клиническому применению погружного остеосинтеза при лечении переломов в области голеностопного сустава с повреждением ДМС показывает, что до настоящего времени не разработана конструкция позволяющая анатомически точно позиционировать наружную лодыжку в incisura tibiae, которая бы создала идеальные условия для лечения повреждений ДМС. В доступной литературе мы не обнаружили четких критериев, позволяющего дать объективную оценку адекватности восстановления дистальных межберцовых взаимоотношений тем или иным способом.

В связи с этим, считаем перспективным решение вопроса об улучшении результатов лечения больных с повреждением ДМС методом управляемой фиксации и репозиции. Во-первых, все существующие способы восстановления восстановления дистальных межберцовых взаимоотношений, что не во всех случаях представляется возможным. Степень восстановления взаимоотношений дистальных межберцовых анатомических образований может быть различной, что, несомненно, имеет влияние на характер регенераторных процессов в зоне повреждения и, как следствие, развитие остеоартрита в раннем послеоперационном периоде. Во-вторых, техническое решение, направленное на анатомически правильное и стабильное во времени восстановление суставных и межберцовых взаимоотношений, кроме высокой клинической эффективности лечения повреждения ДМС, должно быть нетрудоемким и повсеместно доступным в свом исполнении. Именно от сочетания этих факторов во многом зависит его реальное внедрение в киническую практику.

Кроме неразрешенных вопросов практического применения погружного остеосинтеза, существует ряд неопределенных принципиальных вопросов научного плана.

Вышеизложенное позволяет судить о незавершенности проблемы оперативного лечения переломов лодыжек.

Глава 2. Материалы и методы исследования Исследование основано на экспериментальном обосновании преимуществ предлагаемой стержневой чрескостной фиксации сложных лодыжечных переломов с последующим клиническим подтверждением на анализе лечения 220 пациентов в возрасте от 18 до 72 лет (средний возраст 54±0,56). 80 больных лечились с применением стержневых аппаратов, 80 - методом чрескостной фиксации с использованием спицевых аппаратов, а 60 пострадавших с переломами лодыжек лечились методом погружного остеосинтеза.

Экспериментальное исследование основано на проведении исследования стабильности чрескостной фиксации отломков в аппарате Илизарова при использовании разных видах чрескостных фиксаторов путем математического моделирования и определения оптимальных анатомо-топографических мест для их введения.

методология опытов Для сравнительной оценки жесткости систем внешней фиксации, хирургического лечения лодыжек применялся метод математического моделирования. С помощью метода рассматривали вариант наиболее часто используемой схемы спицевой фиксации и варианты предлагаемой нами стержневой и спице-стержневой фиксации на примере макета дистального участка большеберцовой кости.

Работа проводилась на кафедре математической теории упругости и биомеханики Саратовского государственного университета имени Н.Г.

Чернышевского совместно с доцентом кафедры кандидатом физикоматематических наук Ивановым Д.В.

На первом этапе проводилось трехмерное моделирование трех систем фиксации: спицевая, спице-стержневая и стержневая. При моделировании учитывалась реалистичная геометрия кости, а также все элементы конструкции фиксаторов.

возникающих в рассмотренных системах фиксации при приложении осевой нагрузки на кость, а также оценивались напряжения, возникающие в кости при действии осевой растягивающей нагрузки на стержневой и спицевой фиксаторы.

Основу конструкций составляла полукольцевая опора, к которой крепили спицы и стержни, входящие в комплект аппарата Илизарова (комплект для чрескостного остеосинтеза по Г.А.Илизарову; рег. удостоверение Росздравнадзора № ФСР 2007/00756 от 28.09.2007. Производства ФГУП «Опытный завод Российского научного центра «Восстановительная травматология и ортопедия имени академика Илизарова», г. Курган, Россия).

Применяли спицы, снабженные упорной площадкой. Использовался консольный тип стержневых фиксаторов, каждый их которых имел две разновидности резьбы: метрическую (для крепления к опоре через приставку) и упорную (для соединения с костью), закрепленные на разных уровнях (через мм друг от друга – на 1 отверстие приставки).

Рис.1. Схемы конструкций чрескостной фиксации: а) двухспицевая конструкция; б) спице-стержневая конструкция; в) двухстержневая конструкция При оценке перемещений и деформаций в стержневых и спице – стержневых конструкциях использовались схемы расчета прогибов балок, основанные на гипотезе Бернулли (Беляев Н.М., 1976). При этом деформации спиц определяли по стандартной методике, изложенной В.И. Шевцовым и соавт. (1995). Деформации стержневых элементов конструкций оценивали с использованием модельных задач с помощью дифференциального уравнения упругой линии балки (Беляев Н.М., 1976).

2.2. Анатомо-хирургическое обоснование мест введения чрескостных элементов в области голеностопного сустава Для обоснования некоторых приемов мануальной репозиции, а также с целью уточнения деталей хирургических вмешательств на уровне голеностопного сустава, определения безопасных в анатомо-функциональном отношении зон и направлений введения чрескостных фиксаторов в кости, мы выполняли распилы голени по методу Н.И. Пирогова (М.Н. Сапин, 1993), а так же магнитно-резонансную томографию на различных уровнях.

Данная методика позволяет сохранить точное взаимоотношение костей и мягкотканных образований на любых уровнях распила (среза), дает возможность наглядного изучения расположения сосудисто-нервных пучков, сухожилий и их влагалищ, мышечных групп. Суть методики заключается в возможности распила замороженного сегмента туловища в необходимой плоскости с различным шагом распилов. С полученных срезов возможно выполнение отпечатков, рисунков и фотографий.

Нами были выполнены распилы голеностопного сустава на шести трупах мужского пола 20 – 35 лет. Распилы проводили:

- во фронтальной плоскости на уровне середины голеностопного сустава;

- в сагиттальной плоскости на уровнях медиальной и латеральной лодыжек, середины голеностопного сустава;

- в горизонтальной плоскости на уровне голеностопного сустава.

С полученных распилов выполняли отпечатки - рисунки, которые маркировали. В аналогичных проекциях выполнялась магнитно-резонансная томография у 25 практически здоровых пациентов с получением продольных и поперечных цифровых срезов сегмента через 3 мм.

Для унифицирования метода обозначения направлений введения стержней в кости голени и стопы мы использовали метод «Эсперанто» для введения чрескостных фиксаторов, разработанный А.П. Барабашом и Л.Н. Соломиным (1997). Метод заключается в том, что каждый срез в поперечной плоскости разделен на 12 равновеликих секторов (по аналогии с циферблатом часов), ограниченных позициями I - XII. Центром деления на позиции является ось кости. На сегментах с несколькими костями авторы предлагают определять позиции относительно каждой кости. При анализе результатов исследования мы исходили из того, что стержневые фиксаторы не должны прошивать сухожилия, а должны располагаться в максимально анатомически безопасных зонах, вдали от магистральных сосудов, обеспечивая максимальную площадь контакта фиксатора с костной тканью. Для упрощения применения метода «Эсперанто» на стопе центром деления считали ось таранной кости, а на срезах, куда распил таранной кости не входил, за центр принимали ее проекцию.

2.3. Клинико-статистическая характеристика больных Среди наблюдавшихся пациентов с закрытыми сложными переломами лодыжек типа «В» и «С» из 220 пациентов преобладали лица мужского пола работоспособного возраста (водители машин, механики, и рабочие других специальностей). Из общего количества они составили 105 человек, остальные пациенты – это учащиеся средне-специальных и высших учебных заведений, пенсионеры. Состав больных по возрасту и полу приведен в таблице 1.

Распределение больных с переломами лодыжек по возрасту и полу Для объективной оценки исходов лечения все изученные клинические случаи были разделены по методу лечения и способу фиксации на три группы:

1-я группа – остеосинтез переломов лодыжек проводился с помощью аппарата внешней фиксации стержневого типа (80 чел.); 2-я группа больные с переломами лодыжек которым проводилось оперативное лечение методикой чрескостного остеосинтеза голени аппаратом Илизарова с использованием спицевых фиксаторов по Илизарову Г.А., Константинову Б.А. (1971) (80 чел.); в третьей группе пациентам выполнялся погружной остеосинтез (60 чел.).

Из них у 41 пациента были переломы обеих лодыжек, у 145 пациентов переломы лодыжек были с повреждение дистального межберцового синдесмоза, 34 пациента имели переломы лодыжек с повреждение переднего, либо заднего края большеберцовой кости (табл.2).

Распределение нозологических форм больных по группам Нозология Перелом обеих Перелом обеих лодыжек с разрывом межберцового синдесмоза Перелом лодыжек с переломом переднего большеберцовой 2.4. Методики остеосинтеза при лечении переломов лодыжек.

Остеосинтез переломов лодыжек в 3 группе сравнения производился с помощью погружных конструкций, которые наиболее часто используются в современных городских и областных стационарах. Обязательным являлось точное восстановление длины малоберцовой кости. Перелом наружной лодыжки открыто репонировали и фиксировали накостно при помощи 1/ трубчатой пластины. Следующим этапом являлось сопоставление межберцового синдесмоза, который фиксировали позиционным винтом, либо болтом – стяжкой через отверстие пластины. Если имелось повреждение внутренней лодыжки, заднего либо переднего края большеберцовой кости, производили чаще закрытую репозицию под контролем ЭОП в режиме on-line и остеосинтез с помощью компрессирующих винтов.

2.4.1. Конструкции и инструменты для чрескостного остеосинтеза Чрескостный остеосинтез при лечении переломов лодыжек осуществляли руководствуясь основными принципами, разработанными в Курганском НИИЭКОТ комплектом для чрескостного остеосинтеза по Г.А.Илизарову (рег.

удостоверение Росздравнадзора № ФСР 2007/00756 от 28.09.2007.

Производства ФГУП «Опытный завод Российского научного центра «Восстановительная травматология и ортопедия имени академика Илизарова», г. Курган, Россия).

Фиксацию отломков осуществляли при помощи спиц и чрескостных стержней-шурупов, входящих в комплект аппаратов. В большинстве случаев для репозиции и фиксации отломков использованы чрескостные стержни (заявка на изобретение №97116559, положительное решение по заявке на промышленный образец №98500404 от 27.04.98. Автор: И.А. Катаев, В.Н.

Лясников, К.Г. Бутовский), которые крепили в репозиционных узлах и устройствах, входящих в комплект аппарата. Патенты на полезную модель:

«Устройство для лечения внутрисуставных переломов трубчатых костей»

(патент РФ № 53558); «Устройство для закрытого остеосинтеза лодыжек с разрывом межберцового синдемоза» (патент РФ №45081); заявка на полезную модель №2013118377 от 19.04.2013 г.

С целью предотвращения ожога костной ткани и травматизации мягких тканей использовали проводники (троакар), а резьбовые чрескостные стержни вводили вкручиванием в сформированный сверлом канал, соответствующий диаметру стержня без резьбовой нарезки. Длина резьбовой части стержня соответствовала ширине кости в месте введения. В случае использования конического стержня, диаметр сверла подбирался по диаметру средней его части.

2.5. Методы исследования.

В клинической части работы использованы следующие методы исследования: биомеханический, клинический, рентгенологический, статистический и анкетирование.

2.5.1. Клинический метод исследования.

При опросе больного выясняли жалобы, механизм, обстоятельства, время и место травмы, объм оказанной первой медицинской помощи. Во время осмотра обращали внимание на длину, ось и наличие деформации, и выраженность отка в области поврежденного сегмента. При пальпации выявляли боль, наличие подвижности и крепитации костных отломков, а также ограничение движения в суставах верхней конечности, наличие расстройства кровообращения и иннервации на периферии конечности. Исследовалось соматическое состояние больного.

2.5.2. Лабораторные и инструментальные методы.

Как необходимым элементом в плане предоперационной подготовки и послеоперационного ведения всем пациентам проводилось исследования лабораторными и инструментальными методами. Они позволяли оценить состояние организма, выявить скрыто протекающие соматические заболевания, которые часто наблюдаются у травматологических больных старших возрастных групп. Лабораторные исследования проводили при помощи автоматического гематологического анализатора «Абакус – 380» (рег. № 2005/1414); анализатор мочи для лабораторной диагностики «Клинитек – 500»

(рег. № 0959540, 2012); коагулометр «CLOT» (рег. № 10962), анализатор клинический биохимии «StatFax», выпуск 2004г. (рег. № 2004/1258 от 2004 по 2014 г). Электрокардиографию производили на приборах FX-2111, FCP-2155, FX-3010 с принадлежностями производства Япония (рег. № 7302348 от 16.05.2006) по стандартной методике. Для выполнения стандартных рентгенограмм использовали рентгеновский цифровой аппарат «МЕДИКС–Р– АМИКО по ТУ 9442–005–34597883–99, сертификат соответствии № 7289064.), томограф рентгеновский компьтерный ASTEON 4 (рег. № 1548203 от 2007 г.).

Запись реовазограмм проводили при помощи компьютерного реографа регистрационный номер VE 92585, сертификат соответствия № 0437442 с шестиканальным самописцем). Неромиографию проводили на миографе «Нейромиан» производства «МЕДИКОМ-МТД» (г. Таганрог сертификат соответствия № 63232). Ультразвуковой метод исследования (УЗИ) сердца и сосудов проводилось по показаниям на диагностическом ультрозвуковом цифровом приборе DP – 9900 Plus (рег. № 7156330 от 2006 г).

2.5.3. Рентгенологический метод исследования.

Рентгенография выполнялась в прямой и боковой проекциях. На прямой проекции выявлялась степень угловой деформации отломков, величина диастаза между фрагментами, направление линии перелома, ротационное смещение. Боковая проекция позволила уточнить величину смещения и пространственное расположение отломков кости и смещение стопы. Все исследования проводили в специальном кабинете, отвечающем требованиям ГОСТ при напряжении 48-50 Кв и фокусном расстоянии до изучаемого объекта 80 см, экспозиции – 12 mAs. При выполнении стандартных рентгенограмм использовали рентгеновский цифровой аппарат «МЕДИКС–Р–АМИКО по ТУ 9442–005–34597883–99, Рентгенологический контроль у больных проводили в предоперационном периоде, интраоперационно, вначале периода фиксации и ежемесячно, при возможности – через 3, 6 месяцев, и 1 год. В среднем, за год, каждому больному рентгенограмм.

2.5.4. Оценка состояния макрогемодинамики стопы регионарного кровообращения, основанный на регистрации колебаний электрического сопротивления живых тканей, обусловленных изменениями кровенаполнения их при каждой пульсовой волне (Малова М.Н., 1985).

Реовазография позволяет оценить:

- проходимость крупных (магистральных) артерий;

- объемное пульсовое кровенаполнение исследуемого органа или сегмента;

- тонус и эластичность артерий различного калибра;

- состояние венозного кровотока;

- определить уровень и распространенность окклюзии;

- позволяет провести дифференциальную диагностику органических и функциональных изменений.

Запись реовазограмм проводили при помощи компьютерного реографа «Валента» (Россия, С.-Петербур с шестиканальным самописцем регистрационный номер VE 92585, сертификат соответствия № 0437442 с шестиканальным самописцем, который обеспечивает регистрацию реовазограммы одновременно с двух смежных сегментов конечности, например «голень – стопа». Для регистрации реограммы использовали шесть электродов (по два линейных электрода параллельных друг другу на расстоянии не менее см, при этом наружные электроды – токовые, внутренние - измерительные):

первый крепился чуть ниже коленного сустава, второй располагался на уровне голеностопного сустава, третий электрод располагался на подошвенной поверхности у основания пальцев, электроды крепились на обе конечности симметрично. Кожные покровы обрабатывались 70 – 96% спиртом, затем накладывались прокладки, смоченные физиологическим раствором и электроды. Запись реовазограмм проводили в помещении при температуре воздуха 20 – 22°С, в положении больного лежа на спине после адаптации к окружающей обстановке. Параллельно шла запись ЭКГ в трех стандартных отведениях.

Оценку реовазограмм проводили по следующим параметрам:

- Реографический индекс (РИ) (отношение амплитуды систолической волны реограммы к величине калибровочного сигнала), который характеризует величину и скорость систолического притока крови в исследуемую область;

- Средняя скорость (Vср, Ом/сек) - характеризует динамику регионарного кровотока в исследуемом сегменте;

реографического индекса к длительности сердечного цикла в секундах) характеризует величину объемного кровотока в исследуемой области в единицу времени;

- Показатель Т (%) (отношение времени восходящей части реограммы к длительности всей волны в процентах) характеризует эластичность и тонус сосудов;

- визуальные характеристики: регулярность (стабильность) кривой, форму и крутизну анакроты и катакроты, характер вершины, положение дикротического подъема и его выраженность, а также количество и выраженность дополнительных волн.

Полученные данные подвергали компьютерной обработке с помощью прикладного программного комплекса «Нейрософт» и сравнивали в динамике и с возрастной нормой (Гланц С., 1999).

Исследование периферического кровообращения нижних конечностей проводили у 46 пациентов основной группы и 54 пациента группы сравнения ( клиническая группа при использовании спицевой компановки АВФ), в возрасте от 18 до 68 лет на 2 - 3 сутки после выполнения оперативных вмешательств, через 3 – 4 недели с момента операции и перед снятием аппаратов чрескостной фиксации.

Анализ соответствия распределения указанных параметров был производили по закону нормального распределения с помощью критерия Шапиро-Уилка. В результате чего было установлено, что закону нормального распределения не соответствуют показатели средней скорости (Vср, Ом/сек).

Остальные показатели были подвергнуты параметрическому анализу (табл. 10).

2.5.5. Оценка функционального состояния общего малоберцового нерва С целью оценки функционального состояния основных нервных стволов нижних конечностей у больных в процессе фиксации мы применили метод электронейромиографии (ЭНМГ). Данный метод является современным объективным методом исследования периферических мионевральных взаимоотношений, в частности, стимуляционная ЭНМГ. Используя показатели стимуляционной ЭНМГ можно составить представление о наличии и выраженности поражения аксонов нервного ствола и его миелиновой оболочки, соответственно получить данные и о функциональном состоянии исследуемого ствола.

Исследования проводили в нейрофизиологической лаборатории ММУ «ГКБ №9» на базе кафедры нервных болезней Саратовского государственного медицинского университета совместно с ассистентом В.Ю. Романенко (зав.

кафедрой доктор мед. наук, профессор И.И. Шоломов) «МЕДИКОМ-МТД» (г. Таганрог сертификат соответствия № 632328) с использованием поверхностных и игольчатых электродов.

Исследовали общий малоберцовый нерв по общепринятой методике Стимулирующий электрод располагали по наружной поверхности голени в малоберцовой кости). Отводящие электроды устанавливали на m. extensor digitorum brevis. Измеряли амплитуду М-ответа (В) и скорость проведения импульса по двигательным волокнам (м/с). Исследование проводили троекратно в динамике: в течение первых трх суток с момента операции, через 1 месяц и перед снятием аппарата.

чрескостный остеосинтез разработанными стержневыми аппаратами внешней фиксации. Полученные материалы подвергали статистической обработке на персональном компьютере IBM P-133 с использованием программного пакета STATISTICA’99 версия 5.5 и сравнивали с данными контрлатеральной конечности.

2.5.6. Оценка показателей качества жизни пациентов с переломами лодыжек леченных разными методами остеосинтеза Внедрение в медицинскую практику понятия «качества жизни» (КЖ) биопсихосоциального подхода в оценке эффективности применяемых методов лечения больных с различной патологией.

Для оценки КЖ как одного из главных критериев эффективности медицинской реабилитации больных на современном этапе широко используются соответствующие опросники Birnbacher D., 1999; Новик А.А., Ионова Т.И., 2007, которые являются стандартизированным инструментом оценки «целостной ситуации болезни глазами больного». Использование такого подхода к оценке эффективности различных средств и методов медицинской реабилитации ортопедических больных позволяет более глубоко проанализировать особенности переживаний пациента, его трудности в процессе лечения, которое осуществляется на протяжении достаточно длительного периода времени.

Для оценки качества жизни у пациентов за основу мы приняли системуопросник Оберга для оценки дисфункции нижней конечности [Oberg U. at all, 1994]. Всего оценивалось 23 показателя, которые каждый в отдельности предусматривают норму и 4 отклонения от нее. При этом система оценки имеет количественную характеристику, что позволяет оценить качество жизни пациентов в баллах. Мы использовали дополненную систему с адаптацией к конкретной специфике исследуемого сегмента. Максимальные значения по результатам итоговой оценки - 92 балла. Показатели интерпретируются в соответствии с обратной зависимостью (чем ниже показатель, тем в большей мере пациент удовлетворен своей жизнедеятельностью). Таблица оценки представлена в клиническом примере (Табл. 9.) Оценка качества жизни проведена 194 пациентам из всех трех клинических групп (основная группа – 74 человека; вторая группа сравнениячеловек и третья группа - 60 человек) которые сравнивались между собой.

2.5.7. Анализ результатов лечения больных с переломами лодыжек Оценку результатов проводили по системе Любошица – Маттиса – Шварцберга, в модификации В.И. Шевцова и др. (1995). Ближайшие результаты оценены у всех пациентов, отдаленные результаты изучены нами в сроки от до 5 лет у 118 пациентов.

Эта система позволяет учитывать анатомические и функциональные исходы реабилитации больных, признаки последствий переломов и степень восстановления трудоспособности у обследованных пациентов. Оценку ближайших и отдаленных результатов лечения производили по девяти показателям и по четырех бальной системе (4,3 и 2). Система оценки результатов лечение представлена в таблице 3.

Числов Объем Укорочени Деформаци Рентгенологиче Атрофия Сосудистые Неврологиче Гнойные Трудоспособнос ния показате баллах) Измеряли объем движений в суставах, окружность мягких тканей.

анатомической оси конечности. Определяли наличие сосудистых и неврологических расстройств, принимали во внимание наличие инфекционных осложнений и степень восстановления трудоспособности.

Оценку исходов лечения получали путем деления суммы цифровых выражений показателей на количество изучаемых показателей. Среднее числовое выражение результата лечения (индекс) соответствовало определенному исходу лечения. При индексе 3,5 – 4,0 балла результат лечения считался хорошим. 2,5 – 3,5 балла – удовлетворительным, 2,5 балла и менее – неудовлетворительным.

2.5.8. Методика статистической обработки Статистическая обработка исследований проводилась по двум направлениям. Во-первых, проверялась гипотеза о равенстве выборок анализируемых признаков на основе равенства средних значений (критерий Стьюдента) и дисперсий (критерий Фишера) Бронштейн И.Н., Семендяев К.А., 1980. Все вычисления проводились с помощью персонального компьютера с программным обеспечением Microsoft Excel-7.0 и Statistica (StatSoft, Inc., 1995).

Вычисленную величину критерия t и F сравнивали с табличным значением при уровне значимости Р 0,05 и числе степеней свободы К= N1+N2-2 для критерия Стьюдента и K1=N1-1 и K2=N2-1 для критерия Фишера, где K1 и К2 – степени свободы для первой и второй выборки, а N1 и N2 – число значений и параметров в первой и второй выборке.

Если вычисленные величины t и F оказывались меньше табличных, то принимали гипотезу о несущественном различии выборок между собой.

Второе направление исследований включало изучение связи различных параметров между собой на основе корреляционного анализа, который оценивает степень близости корреляционной (вероятностной) зависимости к функциональной.

Коэффициент корреляции r изменялся от -1 до +1. При оценке выявленной зависимости учитывали выраженность корреляции, ее значимость.

При коэффициенте корреляции меньше 0.3 зависимость считали слабой; 0.3-0. – умеренной; 0.5-0.7 – средней; больше 0.7 – тесной. Значимость корреляции оценивали по общепризнанным критериям: при р 0.05 считали установленным наличие зависимости между признаками. При p 0.05 наличие или отсутствие связи между признаками считали неустановленным фактом.

Для вычисления степени достоверности выявленной корреляционной связи при небольшой выборке (N < 50) использовался критерий В.И.

коэффициент корреляции считался значимым.

Статистическую обработку проводили с использованием критерия Вилкоксона.

В качестве выборки №1 возьмем совокупность значений сроков стационарного лечения пациентов, прооперированных с использованием стержневых аппаратов внешней фиксации. Аналогично определим выборку №2, соответствующую пациентам, которым был произведен погружной остеосинтез. Критерий Вилкоксона позволяет статистически сравнить функции распределения двух случайных величин, представленных своими выборками. В качестве нулевой выдвигали гипотезу о равенстве двух функций распределения, в качестве конкурирующей - гипотезу о том, что одна из функций распределения больше. Расчеты проводили для пары выборок: 1-й и 2й. Подтверждение нулевой гипотезы в ходе расчетов означало бы, что функции распределения случайных величин двух рассматриваемых выборок статистически не различаются.

В случае 1-й и 2-й выборок, к примеру, это означало бы, что уменьшение среднего срока лечения при использовании стержневых аппаратов внешней фиксации вместо погружного остеосинтеза (14,3 < 17,8, табл. 1) всего лишь случайное явление, вызванное недостатком статистических данных. Если же нулевая гипотеза в ходе расчетов отвергается, то различие функций распределения, а следовательно, и средних сроков лечения, является статистически значимым, то есть подтверждается на выбранном уровне значимости.

Мы использовали формулы критерия Вилкоксона для случая, когда объем по крайней мере одной из выборок превосходит 25, уровень значимости принимался равным = 0,05.

рассматриваемых выборок необходимо вычислить три величины:

1) наблюдаемое значение критерия Wнабл - сумму порядковых номеров вариант меньшей выборки при расположении обеих выборок в возрастающем порядке в виде одного вариационного ряда, 2) нижнюю критическую точку Wнижн. кр. по формуле где n1 и n2 – объемы выборок, величину Zкр. находят по таблице значений функции Лапласа с помощью равенства Ф( Z кр. ) 3) верхнюю критическую точку Wверх. кр. по формуле Нулевая гипотеза принимается в случае выполнения неравенства Wнижн. кр. < Wнабл < Wверх. кр.

нулевая гипотеза отвергается.

При сравнении по критерию Вилкоксона выборок №1 и №2 в результате проведенных вычислений получены следующие значения:

Wнабл. = 5926; Wнижн. кр. = 5531,2; Wверх.кр. = 5791,8 (Wнабл. > Wверх.кр).

Глава 3. Математическое обоснование жесткости систем внешней фиксации при остеосинтезе переломов лодыжек.

Для сравнительной оценки жесткости систем внешней фиксации, хирургического лечения лодыжек применялся метод математического моделирования. С помощью метода рассматривали вариант наиболее часто используемой схемы спицевой фиксации и варианты предлагаемой нами стержневой и спице-стержневой фиксации на примере макета дистального участка большеберцовой кости.

На первом этапе проводилось трехмерное моделирование дистального отдела большеберцовой кости и трех систем внешней фиксации: спицевая, реалистичная геометрия кости, а также все элементы конструкции фиксаторов производителя (комплект для чрескостного остеосинтеза по Г.А.Илизарову;

рег. удостоверение Росздравнадзора № ФСР 2007/00756 от 28.09.2007.

«Восстановительная травматология и ортопедия имени академика Илизарова», г. Курган, Россия).

возникающих в рассмотренных системах фиксации при приложении осевой нагрузки на кость, а также оценивались напряжения, возникающие в кости при действии осевой растягивающей нагрузки на стержневой и спицевой фиксаторы.

Оценка напряжений, возникающих при взаимодействии элементов конструкций с костной тканью.

Усилия, создаваемые в аппарате для коррекции положения отломков, передаются на кость при помощи упоров на спицах и резьбового соединения в необходимой, чтобы удержать отломок в фиксированном положении, важно оценить напряжения, возникающие при этом в костной ткани.

Площадь поверхности контакта упора на спице с костью может быть вычислена как площадь поверхности кольца S1 R1 r12, где R1 – наружный радиус упора, а r1 – радиус спицы.

Тогда при натяжении спицы силой P на упоре возникнет напряжение Вычислим коэффициент k 1 для применяемых на сегодняшний день спиц с r1 0.6 мм и R1 3 мм. Тогда k1 27.1, таким образом, напряжение, возникающее в костной ткани при натяжении спицы силой P, будет выражаться формулой сп P. Чем больше площадь упора, тем меньшее напряжение будет действовать в костной ткани и, следовательно, тем меньше вероятность ее повреждения.

На рисунках 9 а и б схематично изображены упоры спицы и резьбовое соединение стержня и кости. Красным цветом показаны контактные поверхности.

Рис. 2. Схемы контакта упора на спице (а) и резьбового соединения стержня (б) с костью.

При использовании стержня, имеющего с костью резьбовое соединение, напряжения, возникающие в костной ткани, ниже, чем при использовании спицы с упором. Это достигается за счет большей площади контакта резьбы стержня с костным фрагментом, что создает меньшее напряжение в кости. Если наружный диаметр резьбового соединения равен 2R2, а внутренний – 2r2, то на каждом витке резьбы площадь соприкосновения стержня с костной тканью можно приближенно вычислить как площадь кольца S2 ( R2 r22 ).

На сегодняшний день применяются стержни с 2 R2 6 мм и 2 r2 4 мм, следовательно, площадь контакта одного витка резьбы составит S 2 0.16 см2.

Если рассматривать n витков резьбы, то площадь контактной поверхности в таком случае будет равна S nS 2. Поэтому напряжение, возникающее в костной ткани при использовании резьбового соединения, тем меньше, чем больше число витков.

напряжений (и их отношения), возникающих в кости в случае установки спицы растягивающего усилия величиной P, в следующую таблицу.

Значения площадей контактных поверхностей, а также напряжений (и их отношения), возникающих в кости Таблица показывает, что уже при наличии двух витков резьбы стержня напряжения, возникающие в кости при использовании спицы больше, чем при использовании стержня в 1.16 раза. Если же стержень будет закручен в кость на 7 витков резьбы, то в таком случае напряжения в месте контакта будут меньше в 5.8 раз, чем при использовании спицы. Все сказанное выше справедливо при приложении осевой растягивающей силы величиной P.

взаимодействии элементов конструкций с костной тканью.

При оценке перемещений и деформаций в стержневых и спице – стержневых конструкциях использовались схемы расчета прогибов балок, основанные на гипотезе Бернулли (Беляев Н.М., 1976). При этом деформации спиц определяли по стандартной методике, изложенной В.И. Шевцовым и соавт. (1995). Деформации стержневых элементов конструкций оценивали с использованием модельных задач (рис. 10). Рассматривались различные способы нагрузки балки, моделирующей нагружение спицы и стержня при закреплении кости в аппарате:

- нагружение консольной балки сосредоточенной силой, приложенной к свободному концу (рис. 10 а);

- нагружение свободно опертой по краям балки сосредоточенной силой, приложенной в середине (рис. 10 б).

сосредоточенной силой, приложенной к свободному концу (модель стержня);

в) свободно опертая по краям балка, нагруженная сосредоточенной силой, приложенной в середине (модель спицы).

Дифференциальное уравнение упругой линии балки имеет вид (Беляев Н.М., 1976):

I– момент инерции поперечного сечения балки для балки с круглым поперечным сечением диаметра d равен I Дважды интегрируя (1), получим выражение для прогиба где C1, C2 – постоянные интегрирования, определяющиеся из условий закрепления балки (спицы и стержня).

Задачи, рассмотренные в данном параграфе, моделируют закрепление кости в аппарате с помощью спицы (рисунок 10 б) и стержня (рисунок 10 а). На самом деле, если обратиться к рисунку 8, то можно заметить, что спица работает как опертая по краям балка, к середине которой прикладывается нагрузка, а стержень – как консольная балка, к свободному концу которой прикладывается нагрузка.

Рассмотрим случай, изображенный на рисунке 10 а. Консольная балка (стержень), нагруженна сосредоточенной силой Р, приложенной к свободному концу. Тогда выражение для момента M (x ) в (1) имеет вид M ( x ) P( L x ).

Решение в этом случае задается формулой y ( x ) (3L x ).

Максимальный прогиб (рис. 11) и наибольший угол поворота поперечного сечения достигаются при x L, то есть на конце стержня.

Если рассмотреть стержень длиной L 145 мм, то максимальный прогиб составит В случае на рисунке 10 в) – определим изгиб шарнирно опертой по краям балки, нагруженной сосредоточенной силой P, приложенной в центре.

Обозначим длину балки 2L. Выражение для изгибающего момента M(x) имеет вид начальные условия:

В силу симметрии задачи очевидно, что наибольшие прогибы будут в центре, в точке приложения силы, а угол поворота поперечного сечения в этой же точке отсутствует ( y ( L) 0 ). Поэтому решение для всей балки мы можем получить как симметричное продолжение относительно прямой x L решения задачи на интервале 0; L для M ( x ) получаем в центре балки при x L Внесем в таблицу максимальные прогибы консольного стержня и шарнирно-опертой по краям спицы в случае приложения одинаковой нагрузки P 600 Н. Также подсчитаем и внесем в таблицу отношения прогибов спицы и стержня, спицевой, спице-стержневой и стержневой систем фиксации кости.

Максимальные прогибы консольного стержня и шарнирно-опертой по краям спицы в случае приложения одинаковой нагрузки P 600 Н.

Таким образом, результаты расчетов показывают, что при действии одинаковых сил прогибы двухспицевой конструкции в 1,43 раза больше, чем прогибы спице-стержневой, которые, в свою очередь, в 1,75 раза больше прогибов двухстержневой конструкции. При этом прогиб стержневой конструкции в 2,49 раза меньше прогиба спицевой конструкции.

В результате проведенного математического моделирования способов закрепления костей стопы в процессе хирургического устранения деформаций при использовании аппаратов для чрескостного остеосинтеза сделаны следующие выводы:

из рассмотренных двухспицевой, двухстержневой и спицестержневой конструкций максимальная жесткость фиксации достигается при использовании стержневой;

чем больше площадь контакта резьбы стержня с костным фрагментом, тем меньше напряжение в кости, и соответственно, вероятность ее разрушения;

при использовании стержневых конструкций возможность прорезывания костной ткани меньше, соответственно меньше вероятность образования зазоров между костью и стержнем, снижающих жесткость фиксации.

Учитывая вышеизложенные факты, мы предложили использовать в качестве стержневого фиксатора для фиксации отрывных переломов (внутренней лодыжки, наружной лодыжки, межберцового синдесмоза, переднего края большеберцовой кости) стержень патент РФ №130831, ( рис. 4) Глава 4. Анатомо-хирургическое обоснование метода остеосинтеза переломов лодыжек с помощью аппаратов внешней фиксации Основным содержанием чрескостного остеосинтеза являлось проведение спиц, стержней чрескостно, перекрестно и транссегментарно в места наименьшего смещения мягких тканей сегмента.

Техника комбинированного чрескостного остеосинтеза переломов эксцентриситетного расположения базовых опор с совмещением позиций (согласно методу «Эсперанто» для введения чрескостных фиксаторов, разработанного А.П. Барабашом и Л.Н. Соломиным (1997) с максимальной ручной репозицией и посредством использования репозиционных устройств аппарата.

На операционном столе в положении больного лжа на спине на VI-VII уровнях, перпендикуллярно большеберцовой кости с передне-наружной (VI; 11, 90°) и передне-внутренней е поверхности (VII; 2, 90°) вводят перекрещивающихся стержня-шурупа 6 мм, которые закрепляют в кольце аппарата Илизарова внутренним диаметром 130-150мм (базовая опора).

Для обоснования некоторых приемов мануальной терапии, а также с целью уточнения мест проведения чрескостных элементов на уровне голеностопного сустава и стопы, определения безопасных в анатомофункциональном отношении зон мы выполняли распилы голени и стопы по методу Н.И. Пирогова [М.Н. Сапин, 1993] на различных уровнях, а так же исследовали 25 магнитно-резонансных среза дистального отдела голени и стопы.

Нами были выполнены распилы стоп на шести трупах мужского пола 14 лет. Распилы проводили:

- во фронтальной плоскости на уровне середины голеностопного сустава;

- в сагиттальной плоскости на уровнях медиальной и латеральной лодыжек, середины голеностопного сустава;

- в горизонтальной плоскости на уровнях.

С полученных распилов выполняли отпечатки - рисунки, которые маркировали.

Для унифицирования метода обозначения направлений введения стержней в кости стопы мы использовали метод «Эсперанто» для введения чрескостных фиксаторов, разработанный А.П. Барабашом и Л.Н. Соломиным (1997). Метод заключается в том, что каждый срез в поперечной плоскости разделен на 12 равновеликих секторов (по аналогии с циферблатом часов), ограниченных позициями I - XII. Центром деления на позиции является ось кости. На сегментах с несколькими костями авторы предлагают определять позиции относительно каждой кости.

При анализе результатов исследования мы исходили из того, что стержневые фиксаторы не должны прошивать сухожилия, а должны располагаться в максимально анатомически безопасных зонах, вдали от магистральных сосудов, обеспечивая максимальную площадь контакта фиксатора с костной тканью. Для упрощения применения метода «Эсперанто»

на стопе центром деления считали ось таранной кости, а на срезах, куда распил таранной кости не входил, за центр принимали ее проекцию.

Уровень середины голеностопного сустава во фронтальной плоскости.

В пяточную кость (4) стержень следует вводить горизонтально, изнутри – кнаружи, между 7 и 8 часами, параллельно 3 – 9 часам, через m. abductor hallucis longus (10), или снизу-вверх снаружи-кнутри через 5 час, параллельно (рис. 5).

голеностопного сустава во фронтальной плоскости: 1. os tibia; 2. os fibula; 3. os tali; 4. os calcaneus; 5. a. v. n. tibialis posterior; 6. a. n. plantaris; 7. a. v. n. peronea;

8. tendo m. flexor digitorum brevis et m. tibialis posterior; 9. tendo m. peroneus;

10. m. abductor hallucis longus; 11. m. flexor digitorum brevis; 12. m. quadratus planta; 13. m. abductor digiti minimi; 14. a. v. plantaris superficialis Уровень латеральной лодыжки в сагиттальной плоскости.

В латеральную лодыжку (1) стержень можно устанавливать в сагиттальной плоскости в направлении снизу-вверх, сзади-кпереди, между и 8 часами (рис. 6).

Рис. 6. Направления введения стержней на уровне голеностопного сустава в горизонтальной плоскости: 1. malleolus medialis; 2. malleolus lateralis; 3. ossis talus; 4. tendo m. peroneus longus et brevis; 5. tendo calcaneus (Achillis); 6. tendenis m. flexor digitorum longus et brevis; 7. tendo m. extensor digitorum longus; 8. a. dorsales pedis et n. peroneus profundus; 9. a. v. n. tibialis posterior; 10. a. peronea Уровень медиальной лодыжки в сагиттальной плоскости.

В медиальную лодыжку стержень следует устанавливать в сагитальной плоскости в направлении снизу-вверх, сзади-наперед, между 7 и 8 часами (рис. 7).

При изучении и анализе полученных томограмм мы учитывали, что введенные стержни должны обеспечивать максимально жесткую фиксацию, располагаясь во всей толще кости и занимая места наибольшей плотности костной ткани.

На уровне голеностопного сустава (рис. 8, а) ниже полюса медиальной лодыжки стержни (3, 4) возможно устанавливать в горизонтальной плоскости в направлениях сзади-наперед снутри-кнаружи (3) и снаружи-внутрь (4) из точки прокола кпереди от латеральной лодыжки (2). С учетом выполнения условий стабильного и безопасного чрескостного остеосинтеза возможны варианты введения фиксаторов на рассматриваемом уровне, отличающиеся друг от друга по данным томографии углом между фиксаторами и уровнем введения (рис. 8, б; в).

Рис. 8. Схемы - томограммы направлений введения стержней на уровне голеностопного сустава в горизонтальной плоскости: а) стержни в медильной и латеральной лодыжках; б) стержень в латеральной лодыжке на уровне межберцового синдесмоза; в) стержень в медиальной лодыжке в боковой проекции; г)стержень в медиальной лодыжке в аксиальной проекции.

Таким образом, анатомические особенности дистального отдела голени и стопы позволяют использовать чрескостные стержневые фиксаторы на ограниченных позициях (по циферблату часов) VIII уровня голени (дистального метафиза):

Рекомендованные позиции: 2; 3; 8; 9;10 часов Допустимые позиции: 1; 11; 12 часов Запретные позиции: 5; 6; 7 часов Предложенное унифицирование метода обозначений направлений введения стержневых фиксаторов в кости стопы упрощает методику их введения, обеспечивая минимальный риск травматизации функционально важных мягкотканных образований стопы, что в последствии позволяет в ранние сроки выполнять приемы мануальной терапии.

Разработанные безопасные зоны и направления введения стержней позволяют обеспечить стабильную фиксацию костей стопы и избежать при этом повреждения важных анатомических структур, что подтверждается полученными данными анатомо-хирургического исследования и компьютерной томографии.

Учитывая вышеописанные данные, дистальная система аппарата и этапы операции при чрескостном остеосинтезе выглядела следующим образом.

С наружной поверхности пяточной кости вводят стержень, который фиксируют в полукольце аналогичного диаметра.

Диапазон перемещений этой опоры позволяет придать стопе любое положение – супинационное, пронационное, пяточное и эквинусное, в зависимости от вида смещения, с одновременным вытяжением по длине.

Пяточная кость уподобляется втулке колеса. Это обеспечивает репозицию перелома и устранение имеющихся подвывихов стопы.

Соединяют подсистемы с помощью репозиционного устройства и проводят ручную репозицию с приданием стопе положения внутренней ротации и пронации. По достижении сопоставления отломков подсистемы фиксируют, а в дистальный отломок малоберцовой кости (наружной лодыжки) на уровне синдесмоза, под углом 20-30° к длинной оси голени, через оба кортикальных слоя малоберцовой кости, наружный кортикальный слой большеберцовой кости вводят чрескостный стержень (техническое решение на уровне патента РФ на полезную модель заявка на полезную модель №2013118377 от 19.04.2013 г). При этом, его резьбовая часть находится только в малоберцовой кости. После его фиксации к кольцу базовой опоры с помощью выносной приставки, возможно с демпферным устройством, проводится дозированная компрессия межберцового синдесмоза, как одномоментно, так и в послеоперационном периоде.

В случае перелома внутренней лодыжки, после прокол-разреза кожи 5 мм и формирования отверстия в апикальной е части 2-3-мм вводят конический трехгранный стержень которым, при необходимости, повторяют репозицию и путем вкручивания, фиксируют в метафизе большеберцовой кости.

В послеоперационном периоде щадящий режим продолжается до исчезновения болей, обычно 2-3 дня. Далее возможен свободный режим вне стационара с возрастающей дозированной осевой нагрузкой на нижнюю конечность в течение месяца. Подсистему со стопы демонтируют через 1-1, месяца. Начинается период восстановления движений в голеностопном суставе. После 2 – 2,5 месяца с момента операции проводят клиникорентгенологическую пробу. При отсутствии патологической подвижности в зоне перелома, после премедикации, аппарат внешней фиксации демонтируют в условиях перевязочного кабинета с соблюдением правил асептики.

Глава 5. Анализ исходов лечения больных с переломами лодыжек методом чрескостного остеосинтеза с использованием оригинальной компоновки аппарата внешней фиксации стержневого типа Для объективной оценки результатов лечения по разработанной и биомеханически обоснованной с анатомически подтвержденными местами проведения чрескостных элементов, методики стержневого чрескостного остеосинтеза сложных переломов лодыжек, мы провели сравнительный анализ ближайших и отдаленных исходов лечения среди пациентов которые лечились с применением стержневых аппаратов (80 больных), 80 - методом чрескостной фиксации с использованием спицевых аппаратов (II группа), а 60 пострадавших с переломами лодыжек лечились методом погружного остеосинтеза (III группа).

5.1. Анатомо-функциональные результаты лечения сложных переломов лодыжек разными методами Ближайшие и отдаленные анатомо-функциональные результаты лечения нами были изучены в сроки от 6 месяцев до 3 лет у 60 больных основной группы, 72 больных прооперированных с помощью спицевых аппаратов и больных с помощью погружных конструкций. Ближайшие результаты лечения (в сроки от 6 месяцев до 1 года) в трех группах были проанализированы у основной части пациентов - 96%.