Введение к работе
Актуальность проблемы
Заболевания тазобедренного сустава в 64-95 % приводят к инвалидности пациентов (В.И. Филатов,1981; Г.А. Алиев, 1990; И.И. Жаденов с соавт., 2000). В основе большинства традиционных методов лечения лежат различные варианты аллопластики и остеотомии medicate с применением металлоостеосинтеза. Однако тесная интеграция ортопедии с биомеханикой в настоящее время изменяет концептуальные представления о тактике и технологии оперативных вмешательств. Использование классических биомеханических схем (F. Pauwels, 1966; Д.В. Янсон, 1975; Д.В. Скворцов, 1996) не позволяет реализовать все возможности костно-пластических операций.
Современные достижения эндопротезирования тазобедренного сустава привели к снижению интереса к реконструктивной хирургии. Однако, несмотря на развитие методик имплантации искусственных суставов, остается достаточное количество пациентов, для которых данный метод не приемлем в связи с высоким риском осложнений (Ш.Ш. Хмараев, 2005; М.Э. Гурылева, 2005; В.М. Прохоренко, 2005). Кроме того, осложнения в отдаленный период после эндопротезирования тазобедренного сустава, даже в стандартных ситуациях (до 48,3% по данным В.И. Нуждина, 2001; В.А. Неверова, 2002; И.Ф. Ахтямова, 2006), заставляют хирургов вновь обратить внимание на традиционные методы лечения. Для больных с дефектом проксимального отдела бедра, возникшего в результате хронической инфекции, исходов неудачного протезирования восстановление опороспособности можно обеспечить только путем выполнения различных вариантов реконструктивно-удлиняющих остеотомий.
Развитие метода чрескостного остеосинтеза позволило реализовать возможность сложной пространственной ориентации фрагментов, восстанавливать биомеханическую ось конечности, выполнять одноэтапное ее удлинение (Г.А. Илизаров с соавт., А.Н. Горячев, 1986; Х.З. Гафаров, 1990). Однако отсутствует комплексная биомеханическая оценка патологических условий функционирования тазобедренного сустава, нет единой системы взглядов на биомеханическое моделирование и проектирование реконструктивных вмешательств на бедренной кости. Кроме того, неправомочно перенесение принципов нормальной биомеханики функционирования нижней конечности и использование традиционных схем восстановления равенства моментов сил одной из конечностей при ее реконструкции у пациентов с тяжелой суставной патологией (В.А. Терещенко, 1981; М.Л. Самчуков, 1986; В.М. Куртов, 1992).
Цель настоящего исследования: разработать и обосновать систему алгоритмов биомеханического моделирования и оперативного лечения больных с патологией тазобедренного сустава методом чрескостного остеосинтеза аппаратом Илизарова на основе изучения биомеханических закономерностей распределения нагрузок на суставные поверхности при значительных анатомо-функциональных нарушениях.
Соответственно цели были поставлены следующие задачи:
-
Уточнить биомеханическую картину условий функционирования тазобедренного сустава при его различной патологии и разработать критерии оценки патобиомеханических нарушений.
-
Разработать принципы биомеханического моделирования и систему алгоритмов оперативного лечения в зависимости от анатомо-функциональных и биомеханических нарушений тазобедренного сустава.
-
Рассчитать биомеханически обоснованные параметры реконструкции нижней конечности и на их основе разработать методики реконструктивного оперативного лечения пациентов в условиях чрескостного остеосинтеза аппаратом Илизарова.
-
Разработать компьютерное обеспечение проектирования оперативного вмешательства в зависимости от характера патобиомеханических нарушений.
-
На основании интегральной оценки анатомо-функциональных результатов лечения обосновать эффективность предлагаемых методик реконструкций бедренной кости.
-
Выявить причины ошибок и осложнений ортопедического лечения, разработать методы их профилактики.
Положения, выносимые на защиту:
-
Разработанная система алгоритмов биомеханического моделирования и оперативного лечения больных с патологией тазобедренного сустава методом чрескостного остеосинтеза аппаратом Илизарова является высокоэффективной, обеспечивающей в 88,9 % положительные результаты.
-
Основными биотехнологическими принципами методик оперативной коррекции являются:
выведение биомеханической оси конечности параллельно вертикальной составляющей вектора общего центра масс (ОЦМ);
устранение дисбаланса между шеечно-диафизарным и кондило-диафизарным углами, обеспечивающее выведение центров коленного, голеностопного суставов и продольной оси голени на биомеханическую ось конечности;
восстановление ориентации продольной оси диафиза бедренной кости соответственно вектору опорной реакции во время ходьбы;
коррекция анатомической дистопии проекции ОЦМ тела в сагиттальной плоскости;
позиционирование биомеханической оси конечности в зависимости от характера суставных взаимоотношений и функционального состояния ягодичных мышц;
оптимизация условий работы абдукторов.
Научная новизна и практическая значимость работы заключается в том, что на основе биомеханического анализа условий функционирования тазобедренного сустава при различных его патологических состояниях определены критерии оценки патобиомеханических нарушений и сформулированы основные биотехнологические принципы оперативной коррекции; разработана система биомеханического моделирования и проектирования реконструктивно-восстановительных оперативных вмешательств у пациентов с патологией тазобедренного сустава. На их основе для шести групп патологических состояний (эллипсовидная, «клювовидная» и многоплоскостная деформации головки бедренной кости, деформации проксимального отдела бедра, проксимальная дислокация бедренной кости с фиксированным и нефиксированным типом неоартроза, тугоподвижным или анкилозированным тазобедренным суставом с порочной установкой конечности) разработаны: алгоритм выбора методик, основные биомеханические критерии реконструкции бедренной кости и параметры ее выполнения.
Разработаны и внедрены новые методики реконструктивно-восстановительных оперативных вмешательств у пациентов с эллипсовидной деформацией головки бедренной кости, при вывихах бедра, сопровождающихся слабостью абдукторов, при анкилозе тазобедренного сустава в порочном положении.
Предложено устройство для определения силы мышц бедра, позволяющее производить измерение силы мышц как здоровой конечности, так и пораженной конечности, а также учитывать вспомогательную роль здоровой конечности в движениях пораженной конечности.
Разработан алгоритм неинструментального определения функционального состояния абдукторов при проектировании реконструкции бедренной кости у пациентов с проксимальной дислокацией бедра. Предложено ортопедическое устройство для биомеханических измерений, выполняемых при реконструкции бедренной кости, позволяющее определять пространственную ориентацию ее фрагментов без сложных математических вычислений.
Разработаны программы «Эллипс» и «Расчетно-обучающая программа Ankylosis» для ЭВМ: IBM PC AT-совместимый ПК, предназначенные для выполнения предоперационного проектирования и расчета параметров реконструкции бедренной кости у больных с эллипсовидной и «клювовидной» деформациями головки бедренной кости, с анкилозом тазобедренного сустава в порочном положении.
Изучены результаты выполнения методик, уточнена тактика ведения больных в послеоперационном периоде, в зависимости от вида выполненного оперативного пособия, разработаны методики ЛФК, меры профилактики развития осложнений.
Новизна исследований защищена девятью техническими решениями, выполненными на уровне изобретений, 16 рационализаторских предложений, направленных на усовершенствование предоперационного проектирования реконструкции конечности, способов технологии оперативного вмешательства и остеосинтеза, ведения больных в послеоперационном периоде.
Апробация работы. Российская конф. «Биомеханика-1999, г. Пермь; Международный 74-й конгресс S.O.F.C.O.T., г. Париж, 1999 г. (премия за работу, посвященную новым научно-практическим разработкам в области травматологии и ортопедии в рамках конкурса молодых ученых); Российская конф. «Новое в решении актуальных проблем травматологии и ортопедии», г. Москва, ГУН ЦИТО им. Н.Н. Приорова, 2000 г. (в рамках конкурса молодых ученых); 5 Всероссийская конф. «Биомеханика-2000», г. Н.-Новгород, 2000 г.; Российской науч.-практ. конф. с международным участием «Новые технологии в медицине», г. Курган, 2000 г; Всероссийская конф. по биомеханике «Лечение инвалидов с патологией крупных суставов», г. Н.-Новгород, 2002 г.; Всероссийская науч.-практ. конф. «Настоящее и будущее технологической медицины», г. Новосибирск, 2002 г.; Международный конгресс: Травм. и ортопедия: современность и будущее, Москва, РУДН, 2003 г.; Всероссийская науч.-практ. конф. «Новые технологии в лечении и реабилитации больных с патологией суставов», г. Курган, 2004 г.; Межд. конгресс: «Ошибки, осложнения, профилактика», г. Москва, 2004 г.; Первый съезд травматол-ортопед. Уральского Федерального округа «Высокие технологии в травматологии и ортопедии: организация, диагностика, лечение, реабилитация, образование», г. Екатеринбург, 2005 г.; Российский национальный конгресс «Человек и его здоровье»: ортопедия-травматология-протезирование-реабилитация, г. Санкт-Петербург, 2005 г.
Публикации и внедрение результатов исследования. Разработанные методики внедрены и применяются в клинике РНЦ «ВТО». По теме диссертации опубликовано 60 научных работ, включая монографии «Лечение врожденного вывиха бедра у взрослых», «Лечение врожденного вывиха бедра». Издано пособие для врачей «Коррекция биомеханической оси конечности при реконструктивных операциях у больных с анкилозом тазобедренного сустава в порочном положении с применением аппарата Илизарова». Фрагменты исследований использованы в монографии «Остеохондропатия тазобедренного сустава», принятой к печати в издательстве «Медицина», г. Москва.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, приложений и изложена на 359 машинописных страницах (без списка литературы и приложений), иллюстрирована 180 рисунками и 45 таблицами. Список литературы включает 395 работ, из них отечественных - 290, зарубежных - 105.
Диссертация выполнена по плану НИР ФГУН «РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова Росздрава», номер госрегистрации - 01.20.0.2 01810.
