Введение к работе
Актуальность темы
Травма предплечья и кисти является самой частой среди всех травм конечностей, полученных в мирное и военное время. По данным авторов частота таких повреждений варьирует от 30% до 57% [Нельзина З.Ф., Чудакова Т.Н., 1994; Волкова А.М., 1996; 2000]. В последние годы наблюдается существенный рост тяжелых травм конечностей, среди которых травмы верхних конечностей (88%) превалируют над травмами нижних (12%) и занимают ведущее место среди травм опорно-двигательного аппарата (до 70%) [Абалмасов П.К., 2007].
В то же время, неудовлетворительные результаты лечения таких больных составляют 20 – 40% [Волкова А.М., 1991; Белоусов А.Е., 1998; Strickland J.W.,1989]. В специализированных отделениях хирургии кисти больные с последствиями повреждений кисти и предплечья составляют 40-56% [Львов С.Е. и соавт., 2005; Обухов И.А., Фадеев М.Г., 2005].
Последствиями травм кисти и предплечья с повреждением сухожилий и нервов являются сгибательные и разгибательные контрактуры пальцев, отсутствие той или иной функции пальцев и кисти, глубокие и необратимые трофические нарушения.
Развитие микрохирургии существенно поменяло ситуацию, за короткое время был пересмотрен подход к лечению больных с представлявшимися прежде нетяжелыми травмами. Количество операций, выполненных на нервах и сухожилиях, непрерывно растет. Между тем даже после широкого внедрения в медицинскую практику высокотехнологичных операций, число неудовлетворительных исходов лечения больных с травмой кисти и предплечья остается достаточно высоким.
Математическое моделирование некоторых типичных хирургических ситуаций, выполненное в данной работе, по существу вызвано следующими соображениями. Как видно из обзора литературы [H. Millesi, G. Meissl, A. Berger (1972), Ф.С. Говенько (1980), К.Я. Оглезнева, Р.А. Атаханова (1983) Walton R., Finseth F., (1977); Sunderland S., (1978). E.G. Grantham, C. Pollard (1951), R.B. Zachary (1954), Haase J., (1981), Белоусов А. Е., Ткаченко С.С., (1984)] до недавнего времени существовал значительный разброс данных при определении некоторых параметров хирургических вмешательств. Так, например, вариативность размера диастаза в случае травмы нерва, при котором разные авторы считали необходимым использование трансплантата, составляла от 1 до 7 см.
Подобные подходы оставляли впечатление произвольности, тогда как оптимальный выбор размера трансплантата, а также сам вопрос о его фактической необходимости, определяется не только практической искушённостью хирурга, но и рядом объективных показателей, к которым
мы относим в первую очередь силу натяжения неповреждённой эластичной структуры.
Мы сочли возможным выделить в отдельную самостоятельную группу часть оперируемых структур, а именно, сосуды, нервы и сухожилия (в последнем случае имея в виду мышцу с сухожилием, которую в дальнейшем будем именовать сухожилием).
Данные структуры обладают сходными физическими свойствами: протяжённостью (то есть преобладанием одного из измерений над остальными); эластичностью, характеризуемую сходными прочностными характеристиками; сосуды, нервы и сухожилия находятся в нормальном (не разрушенном) состоянии под воздействием определённой силы натяжения, специфической для каждой из структур. Именно поэтому мы объединили данный класс оперируемых структур термином эластичные структуры.
Разумеется, мы не могли охватить всё многообразие микрохирургических операций, и рассмотрели наиболее типичные случаи повреждения эластичных структур на предплечье и кисти. До настоящего времени выбор хирургической тактики, при операциях на нервах и сухожилиях, производился с учетом времени, прошедшего с момента травмы, характера и объема повреждения, при этом не учитывались биомеханические свойства этих структур, что и определило цели и задачи нашего исследования.
Цель работы: улучшение результатов лечения больных с травмой нервов и сухожилий путем объективизации выбора способа их восстановления с учетом индивидуальных биомеханических свойств и сведение к возможному минимуму количества неудовлетворительных исходов, возникающих после оперативного лечения пациентов с повреждениями эластичных структур.
Задачи исследования:
-
В условия эксперимента исследовать биомеханические свойства периферических нервов и сухожилий.
-
Разработать алгоритм восстановления поврежденных эластичных структур, при раннем обращении пациентов, путем выполнения первичных микрохирургических операций.
-
Разработать способ определения длины трансплантата при восстановительных микрохирургических операциях на нервах, кровеносных сосудах и сухожильно-мышечном комплексе.
-
Оценить качество программного обеспечения в сопровождении хирургической тактики при восстановлении эластичных структур.
-
Проанализировать эффективность и целесообразность методики восстановления эластичных структур с применением микрохирургического шва сухожилий Kessler-Tajima с адаптирующим П-образным швом на эпитенон и эпипериневрального шва на периферических нервах.
Научная новизна
Лабораторными исследованиями экспериментально доказано, что исследуемые структуры обладают сходными прочностными и другими, характерными для них свойствами, и могут быть для определённых целей объединены в отдельный класс эластичных структур.
На основании полученных результатов были созданы математические модели по определению продольной силы натяжения нервов и сухожилий, что позволило по объективным данным индивидуализировать подход к восстановлению указанных структур у конкретного больного, оценить необходимость аутопластики и определить оптимальную длину трансплантата. Математические модели реализованы в авторской компьютерной программе «TIN», которая может быть использована в различных ЛПУ. Разработан способ определения продольной силы натяжения в растянутых эластичных структурах (Патент на изобретение № 2097719 от 27 ноября 1997 года) и создан прибор, предназначенный для атравматического определения продольной силы натяжения кровеносных сосудов, периферических нервов и сухожилий. Разработан способ определения длины трансплантата при восстановительных микрохирургических операциях на нервах, кровеносных сосудах и сухожильно-мышечном комплексе (Патент на изобретение № 2240718 от 27 ноября 2004 года).
Полученные результаты позволили оптимизировать алгоритм восстановления поврежденных эластичных структур, внедрить элементы программного обеспечения в сопровождение хирургической тактики при их восстановлении.
Практическая значимость
-
При восстановлении сухожилий и периферических нервов стали более точно учитываться биомеханические свойства восстанавливаемых структур.
-
Было установлено, что величина диастаза в значительной степени зависит от места повреждения сухожилий и периферических нервов, играет подчинённую роль в сравнении с силой натяжения.
-
Созданная программа «TIN» позволяет выявить необходимость выполнения трансплантации и оптимально определить длину трансплантата.
-
Вышеуказанные частные положения позволяют выполнять сложные операции реплантации полностью отсеченных сегментов конечности с хорошим отдаленным результатом.
-
Доказана практическая эффективность методики восстановления эластичных структур с применением микрохирургического шва сухожилий Kessler-Tajima с адаптирующим П-образным швом на эпитенон и эпипериневрального шва на периферических нервах.
6. Предложен и внедрён в клиническую практику метод
атравматического проведения сухожилий сгибателей в рану для выполнения
шва сухожилий.
Реализация результатов исследования.
Результаты исследования внедрены в учебный процесс: кафедр оперативной хирургии и топографической анатомии человека, анатомии человека Саратовского государственного медицинского университета, сектора «Информационных систем и математического моделирования» Вычислительного центра СГУ, кафедры математической физики и вычислительной математики механико-математического факультета, лаборатории математического моделирования в биомеханике на кафедре математической теории упругости механико-математического факультета Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского. Также материалы исследования используются в практической деятельности отделения микрохирургии Муниципального учреждения здравоохранения «1-я Городская клиническая больница им. Ю.Я. Гордеева» администрации МО «Город Саратов».
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
-
При восстановительных микрохирургических операциях на эластичных структурах является принципиальным восстановление нормального, т.е. существовавшего до травмы их естественно-напряженного состояния.
-
Предложенный способ определения продольной силы натяжения в растянутых эластичных структурах позволяет определить дальнейшую хирургическую тактику, решить вопрос о целесообразности использования трансплантатов и определить их длину.
-
Дифференцированный подход к выбору оптимальной длины трансплантата в зависимости от биомеханических свойств восстанавливаемых структур значительно улучшает результаты аутотендо- и аутоневральной пластики.
-
Внедрение элементов программного обеспечения в сопровождение хирургической операции при восстановлении поврежденных эластичных структур позволили оптимизировать алгоритм их восстановления.
-
Первичное восстановление поврежденных эластичных структур, при наличии соответствующих условий, и обязательная последующая комплексная индивидуальная реабилитация пациента позволяют значительно улучшить ближайшие и отдалённые результаты лечения.
Апробация диссертации
Материалы диссертации были представлены и обсуждались на Всесоюзном рабочем совещании по микрохирургии, посвященном вопросам организации микрохирургической помощи больным «Опыт организации межобластного центра микрохирургии» (Саратов, 1985); III Всесоюзном симпозиуме «Проблемы микрохирургии» (Саратов, 1989); Научно-практической конференции «Актуальные вопросы лечения повреждений и заболеваний кисти» (Москва, 1990); Киевской городской конференции «Актуальные вопросы хирургии кисти» (Киев, 1991); Научно-практической
конференции главных сестер города посвященной 120-летию ММУ «1 городская клиническая больница»; 1 (V) – международном симпозиуме «Проблемы микрохирургии» (Москва, 2001); Третьем международном конгрессе по пластической, реконструктивной и эстетической хирургии (Москва, 2002); Заседании научного хирургического общества им. С.И. Спасокукоцкого (Саратов 1988, 2002); Научно-практической конференции Актуальные вопросы медицины» посвященная 85-летию со дня рождения Заслуженного деятеля науки РСФСР, профессора, Почетного Гражданина города Саратова Г.Н. Захаровой (Саратов, 2003.); Областной научно-практической конференции психиатров, наркологов и психотерапевтов «Практические аспекты формирования здорового образа жизни» (Энгельс, 2003); Областной научно-практической конференции психиатров, наркологов и психотерапевтов (Саратов, 2004); 65-й юбилейной конференции студентов и молодых специалистов Саратовского государственного медицинского университета «Молодые ученые – здравоохранению региона» (Саратов, 2004); VI Международном симпозиуме по микрохирургии «Проблемы микрохирургии», посвященный 80-летию профессора В.С. Крылова (Москва, 2005); 8 съезде травматологов ортопедов «Травматология и ортопедия 21 века» (Самара, 2006г.); Юбилейной научно-практической конференции, посвященной 40-летию создания кафедры нейрохирургии Саратовского государственного медицинского университета (Саратов, 2008); 7-й Международной конференции «Высокие медицинские технологии ХХI века» (Испания, Бенидорм, 2008); Юбилейной научно-практической конференции, посвященной 40-летию отделения нейрохирургии (Балаково, 2009); Х Всероссийской конференции «Биомеханика 2010» (Саратов, 2010); Межрегиональной научной конференции с международным участием «Новые технологии в экспериментальной и клинической хирургии» (Саратов, 2011).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 43 научных работ, из них 11 – в журналах, рекомендованных ВАК РФ; получено 2 патента на изобретение и 2 удостоверения на рационализаторское предложение.
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 201 странице компьютерного текста и состоит из введения, 5 глав (обзор литературы, собственные результаты и их обсуждение), заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы из 267 источников (153 отечественных и 114 зарубежных авторов). Работа иллюстрирована 20 таблицами и 129 рисунками.