Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 8
Глава 2. Характеристика клинического материала 40
2.1. Клиническая картина пороков развития бедра 44
Глава 3. Методы дополнительного исследования 51
3.1. Рентгенологическое исследование 51
3.2. Компьютерная томография 53
3.3. Ультразвуков ая диагностика 5 4
3.3.1. Характеристика степени кровоснабжения зоны удлинения. 56
3.3.2. Исследование изменений состояния микроциркуляторнои сети в зоне дистракционного регенерата. 57
3.4. Электромиография 62
Глава 4. Лечение 65
4.1. Противопоказания к оперативному удлинению бедра 66
4.2. Хирургические вмешательства на тазобедренном суставе 67
4.3. Характеристика используемых конструкций при удлинении бедренного сегмента 70
4.3.1. Характеристика испытательного оборудования 74
4.3.2. Методика проведения испытаний 75
4.3.3. Техника наложения стержневого аппарата СДАУДТК 80
4.4. Оперативное удлинение бедренного сегмента 84
4.4.1. Показания к удлинению бедра 84
4.4.2. Методы удлинения бедра 85
4.5. Осложнения 97
Заключение 120 Выводы 134
Список литературы 138
- Клиническая картина пороков развития бедра
- Рентгенологическое исследование
- Противопоказания к оперативному удлинению бедра
- Характеристика используемых конструкций при удлинении бедренного сегмента
Введение к работе
Как показывает практика, коррекция неравенства длины нижних конечностей на фоне аномалии развития бедра у детей остается сложной и не решенной задачей. Огромное количество больных с врожденной патологией скелетно-мышечной системы, в том числе и с неравенством длины конечностей, а также данного дефекта позволяют рассматривать этот вопрос как важную медико-социальную проблему (Попова Л.А., 1989; Малахов О.В., Поздникин Ю.И., Соловьева К.С., 2002; Кожевников О.В., 2005; Попков Д.А., 2005).
По данным М.В. Волкова (1985), на долю врожденного неравенства длины нижних конечностей приходится более половины всех пороков развития опорно-двигательного аппарата у детей. В настоящее время существует стойкая тенденция к росту частоты врожденного укорочения бедренного сегмента - с ним связано до 36 % причин неравной длины нижних конечностей (Попова Л.А., 1993; Badelon О., 1987; Marciniak W., 1994; Попков Д.А., 2005). Несмотря на относительную редкость аномалий развития бедра, коррекция длины бедренного сегмента представляет собой сложную задачу, решение которой сопровождается большим количеством осложнений и неблагоприятных исходов.
Многие ортопеды связывают формирование пороков бедренной кости с нарушением кровоснабжения бедренного сегмента на 6 - 9 неделе внутриутробного развития (А.А.Беляева, 1993, King R. Е., 1969; Кожевников О.В., 2005). Аномалия развития сосудистой сети сегмента у пациентов с врожденным неравенством конечностей обуславливает значительные трудности хирургической коррекции, что существенно отличает таких больных от пациентов с приобретенным неравенством. Сложность формирования дистракционного регенерата обусловлена гипоплазией сосудистой сети, в связи, с чем актуально изучение микроциркуляции в этой зоне.
При хирургическом лечении пациентов с неравенством длины конечностей велик процент неблагоприятных исходов, что связано с особенностями электрофизиологии структур укороченной конечности, в частности мышц бедра. Парадоксальный мышечный тонус диспластичных мышц укороченного бедренного сегмента в процессе его удлинения приводит к развитию миогенных контрактур. В виду этого на современном этапе актуальны: совершенствование методов компрессионно-дистракционного остеосинтеза и разработка адекватных программ реабилитации в процессе коррекции неравенства длины конечностей.
Вышеизложенное оправдывает создание адекватной этапной тактики обследования, лечения детей этой группы и восстановления функции укороченной нижней конечности это позволит улучшить результаты коррекции, уменьшить ее сроки и предупредить инвалидность.
Цель и задачи исследования
Цель исследования: улучшение анатомо-функциональных исходов при хирургической коррекции неравенства длины нижних конечностей, обусловленного врожденным укорочением бедренного сегмента.
Для ее достижения были поставлены следующие задачи:
1. Создать алгоритм обследования больных с врожденным
укорочением бедренного сегмента.
Разработать дифференцированный подход к тактике оперативного лечения больных с врожденным укорочением бедренного сегмента с учетом анатомических особенностей и электрофизиологии конечности.
Изучить особенности удлинения бедренного сегмента на стержневом компрессионно-дистракционном аппарате и модифицировать его конструкцию.
Исследовать особенности микроциркуляции в пораженном сегменте, а также в дистракционном регенерате в процессе коррекции длины нижней конечности у детей.
5.Разработать алгоритм реабилитации больных с неравенством длины конечностей до, во время и после хирургической коррекции длины конечностей.
Научная новизна
На основе изучения характера патологических изменений бедренного сегмента и особенности его кровоснабжения установлены основные показания и противопоказания к применению хирургического метода коррекции укорочения бедра. Помимо этого, разработана оптимальная схема последовательных* лечебных мероприятий, направленных на выравнивание длины бедренного сегмента при сохранении максимальной функциональной активности нижних конечностей.
Определен уровень микроциркуляторного русла пораженного бедренного сегмента и эти данные сопоставлены с ангиографией. Впервые показано, что недоразвитие микрососудистого русла пропорционально недоразвитию магистрального кровотока. Проведена ультразвуковая оценка микроциркуляции в зоне дистракционного регенерата на различных этапах коррекции длины бедренной кости.
Путем сопоставления индекса резистентности кровоснабжения (RI) с данными рентгенографии определены критерии оптимального созревания дистракционного регенерата.
Разработан новый монополярный, монорепозиционный
компрессионно-дистракционный стержневой аппарат для удлинения бедренного сегмента нижней конечности у детей (получена приоритетная справка № 20061281159/14 (030588) от 03.08.2006 г.).
Предложен новый метод патогенетического лечения контрактур коленного сустава, развивающихся при удлинении бедренной кости методом дистракционного остеосинтеза.
Практическая значимость
Разработана схема последовательного, комплексного хирургического лечения больных с приобретенным и врожденным укорочением бедренного
сегмента нижней конечности. Выявлены показания и противопоказания к удлинению конечности у больных с тяжелыми аномалиями развития бедра и укорочением конечности. Определены рекомендации для первичного протезирования.
Разработаны наиболее рациональные методики компрессионно-дистракционного остеосинтеза при компенсации укорочения бедренного сегмента конечности на фоне различных пороков его развития.
Предложены методы коррекции деформаций проксимального отдела бедра, вплоть до тотального эндопротезирования тазобедренного сустава. Удлинение конечности дистракционным способом целесообразно только после стабилизации тазобедренного и коленного суставов.
Предложены методики объективной оценки зрелости дистракционного регенерата, основанные на данных ультразвуковой диагностики.
В комплексе с хирургическим удлинением нижней конечности*у детей,
разработана программа реабилитации. Определены, рекомендации по выбору
и применению наиболее эффективных методов восстановительного лечения в '
процессе дистракции бедренного сегмента нижней конечности в зависимости от степени функциональных нарушений смежных суставов.
Все это позволило улучшить результаты лечения и избежать серьезных осложнений в процессе компенсации врожденного укорочения бедренного сегмента.
Положения, выносимые на защиту:
1. Коррекция неравенства длины нижних конечностей при укорочении бедренного сегмента у детей является сложной, комплексной задачей, решение которой требует рациональной последовательности лечебных мероприятий.
2.Удлинение врожденного укорочения бедренного сегмента протекает на фоне диспластических изменений и выраженного дефицита кровоснабжения тканей, что необходимо учитывать при проведении любых оперативных вмешательств.
3.Технические характеристики нового стержневого компрессионно-дистракционного аппарата внеочагового остеосинтеза способствуют его успешному применению особенно для удлинения бедренного сегмента, и обеспечивают лечебно-диагностические преимущества.
4.Удлинение бедренного сегмента у детей дистракционным способом эффективно только в сочетании с программами реабилитации.
Апробация
Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на:
международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы травматологии и ортопедии на современном этапе». Казахстан, Астана, 2003 г. III Российском конгрессе «Современные технологии в педиатрии и детской хирургии». Москва, 2004 г. 743-м заседании общества травматологов-ортопедов и протезистов Москвы и Московской области. Москва, 2005 г. Научно-практической конференции детских травматологов-ортопедов России. Саратов, 2005 г. X конгрессе педиатров России «Актуальные проблемы педиатрии». Москва, 2006 г.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 17 работ. Получена приоритетная справка № 2007134058 (037211) от 12.09.2007
Объем и структура работы
Диссертация изложена на 161 страницах и состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов, списка литературы, включающего в себя 223 источника (124 отечественных и 99 зарубежных авторов). Работа иллюстрирована 65 рисунками, 8 таблицами и 4 графиками.
Клиническая картина пороков развития бедра
В коленном суставе имелась гипоплазия надколенника, ось вращения колена была развернута кнаружи. По отношению к продольной оси бедра голень обычно находилась в положении сгибательной контрактуры, угол которой варьировал от 90 до 160. Поэтому, общая, продольная ось конечности была правильной. Вынужденное положение бедренного сегмента, контрактура коленного сустава, малый возраст этих детей не позволили определить симптомы Тренделенбурга, Дюшена. Измеряли относительное и абсолютное укорочение конечности. Относительное варьировало от 9 до 23 см, в среднем составив 15,95 см. Средняя величина равнялась 13,6 см. В тазобедренном суставе отмечалось ограничение ротационных движений, приведения. Сгибание было полным, разгибание ограничивалось степенью сгибательной контрактуры. Движения в коленном суставе были в пределах 30 - 160 . Полностью разогнуть коленный сустав и выпрямить голень не удалось ни в одном случае. 2 ребенка с грубыми пороками развития бедра имели эквинусную, а 3 - вальгусную установку стопы. Кроме того, у всех выявлен перекос таза, компенсаторная деформация позвоночника.
Четверо из 9, помимо гипоплазии бедра, имели аномалии развития голени в виде продольной эктромелии малоберцовой кости (рис.5).
Аномалии развития других сегментов ОДА. 1 ,1; 1 1 4 - - 8 6,4 Все дети с пороками развития бедра, как показано в таблице 5, предъявляли жалобы на хромоту и нарушение походки. В тоже время, сгибательно-отводяшую котрактуру бедра мы наблюдали только у 4 детей из группы пациентов, которых относили к 7 классу, а так же проводящую контрактуру у 1 пациента (рис.6), этой же группы, и у 1 пациента, которого отнесли к 9 классу патологии. В данных случаях она не носила выраженного характера и в среднем составляла 170/20 соответственно. Помимо этого у детей 7 класса заболевания диафизарная часть бедра была деформирована по типу «галифе».
Величина укорочения конечности характеризовалась меньшими величинами по сравнению с грубыми аномалиями бедра и варьировала в границах 5-16 см. У детей, с укорочением бедра 9 класса оно было только абсолютным и в среднем равнялось 6,6 см. В группе пациентов, относящихся к 8 классу МК, когда имелась вальгусная деформация проксимального отдела бедра и подвывих его головки, относительное укорочение в среднем составило 6,1 см, абсолютное - 5,5 см. Наибольшие величины укорочения мы отметили в категории 7 класса. Средние величины относительного равнялись 9,1 см, абсолютного - 7,6 см. По видимому, это явилось одной из причин эквинусной установки стопы у 3 подобных больных. Как известно, аномалии развития бедра 7 и 8 классов связаны с изменениями в области тазобедренного сустава. В первом случае это варусная деформация проксимального отдела бедра, гипоплазия вертлужной впадины, во втором -вальгусная деформация, гипоплазия ацетабулярной ямки и подвывих головки бедра. Поэтому, все дети с такой патологией имели положительный симптом Дюшена.
Объем движений в тазобедренном суставе у детей с гипоплазией бедра 9 класса был практически не ограничен. Больные 7 и 8 класса имели ограничение ротационных движений бедра и отведения. Внутренняя ротация в среднем составляла 14 и 21 , наружная -10 и 25 , а отведение 22 и 28 соответственно.
Пациентов с укорочением нижней конечности на фоне врожденного вывиха бедра и на фоне гемигипоплазии было незначительное количество (8) всего 15,68 % от общего числа больных с врожденным укорочением. Учитывая, что дети с данной патологией подробно описаны в других руководствах, а также небольшую значимость данного количества для нашей работы мы сочли возможным подробно не рассматривать здесь данную группу.
Таким образом, клиническая картина врожденных пороков развития и укорочения бедра говорит об исключительной тяжести и сложности этой патологии.
Рентгенологическое исследование
В работе помимо клинических данных, объективно анализировали современные методы дополнительного исследования, достаточные для реализации поставленных цели и задач.
Материал диссертации подвергали компьютеризированной статистической обработке программой Microsoft Office Excel 2003. Вычислили значение средних величин (М), ошибки средних величин (т), среднее квадратическое отклонение (а), доверительные интервалы средних величин. Характеристики эффективности диагностических исследований с помощью конкретного теста оценили на базе построения латинского квадрата (четырехпольной таблицы).
Ведущим дополнительным методом диагностики явилась рентгенография. Она выполнена всем больным на рентгеновском аппарате duo «DIAGNOST» (Philips) в отделении лучевой диагностики ФГУ ЦИТО (руководитель доктор мед.наук профессор А.К. Морозов). В прямой проекции выполняли рентгенографию таза, тазобедренных суставов, свободных нижних конечностей на измерительной сетке Кардана (рис. 10). Рис. 10. Рентгенограммы больной М. 13 лет. а/к № 3162/05 на измерительной сетки Кардана. Укорочение 5 см.
Для уточнения диагностики, выбора наиболее оптимальной тактики лечения дополнительно выполнили рентгенографию сегментов нижней конечности в боковой проекции, а также рентгенографию ее суставов, и при необходимости позвоночника с необходимыми укладками. В послеоперационном периоде, при удлинении конечности, контрольная рентгенография осуществляли 12 раз в 2 недели до окончания режима дистракции и 1 раз в месяц после стабилизации внешней дистракционной конструкции. После демонтажа аппарата исследование осуществили через каждые 6 месяцев (рис. 11).
По данным рентгенографии определили величину укорочения, характер аномалии развития бедра и нижней конечности, изучали показатели взаимоотношения проксимального отдела бедра и вертлужной впадины, состояние коленного сустава, наличие деформаций позвоночника и т.д. Кроме того, динамическое рентгенографическое исследование было одним из основных в определении степени зрелости дистракционного регенерата и решении вопроса о демонтаже компрессионно-дистракционного аппарата.
Среди лучевых методов диагностики особое место занимает компьютерная томография (КТ). Она выполнена 37 пациентам с врожденным укорочением нижней конечности в лаборатории современных методов лучевой диагностики ФГУ ЦИТО (руководитель доктор мед.наук профессор А.К, Морозов). Исследование проводили на аппарате «СТ Aura» (Philips) с использованием программы 5/51,3 мм с мультипланарной реконструкцией (рис. 12).
У 22 больных, страдающих аномалиями развития бедра, при решении вопроса о тактике хирургической коррекции, с помощью КТ были получены дополнительные сведения о степени развития, форме и соотношении элементов тазобедренного сустава (рис. 13). Рис. 13. Компьютерная томография больного Н. 5 лет и/б № 390/05. Диагноз: аномалия развития правого бедра 9 класса, укорочение правой нижней конечности. Головка центрирована во впадине, взаимоотношения в суставе нормальные.
Таким образом, данный метод диагностики в значительной степени обогатил информацию о состоянии больного, а в ряде случаев был просто необходим для определения наиболее рациональной тактики лечения.
Как было указано в главе 1, многие исследователи считают более важным не уровень развития магистральных сосудов, а степень выраженности региональной микроциркуляторной сети. В связи с этим мы предположили, что современная ультразвуковая диагностика с применением серошкальной визуализации, цветового картирования и импульсно-волновой допплерографии (Pulsed Ware Doppler) может стать перспективным, дополнительным методом диагностики уровня развития регионального микроциркуляторного русла в процессе проведения хирургической коррекции недоразвития того или иного сегмента нижней конечности. Оно позволяет определить анатомическое расположение мышц, сосудов конечности, скорость кровотока, диаметр артерий и вен, а также наличие тромбов.
Исследование проводили в отделении лучевой диагностики (руководитель доктор мед. наук А.К. Морозов), на аппарате «HDI-500» (Philips), широкополосным линейным датчиком с частотой 5-12 МГц, в режиме реального времени, а в отдельных случаях использовался конвексный датчик 2-5 МГц. Датчик располагали в проекции остеотомии (формирующегося регенерата). Определяли Vmin, Vmax, RI, по которым и судили об уровне развития микрососудистого русла, где Vmin - скорость кровотока диастолическая, Vmax - скорость кровотока систолическая, RJ -индекс резистентности (RI = (Vmax - Vmin)/ Vmax), который позволяет судить о величине периферического сосудистого сопротивления. Исследование проводили до начала лечения, а также на сроках 2 недели, 2, 6 месяцев, и 1 год от момента операции (Рис. 15).
Наличие выраженных аномалий магистрального кровотока бедра при его недоразвитии, были обнаружены в более ранних исследованиях нашей клиники (Беляева А.А., 1993.; Кожевников О.В., 2005). В тоже время о состоянии микроциркуляторного русла при данной патологии до сих пор существуют различные мнения (Глава 1).
Выраженность кровотока в микроциркуляторной сети регенерата определили методом ультразвукового доплеровского цветового (ЦДК) и энергетического (ЭДК) картирования. Двухмерный режим обеспечил двухмерный показ. Яркость свечения точек в каждый момент времени сканирования запоминался и представлялся на датчике в виде единой картины имеющей горизонтальную и вертикальную ось. Красный цвет показывал направление движения крови к датчику, синий — движение от датчика. Светлые тона соответствовали высоким скоростям кровотока, насыщенные -низким. Эффект Допплера заключался в том, что частота ультразвукового сигнала при его отражении от движущегося объекта изменялся пропорционально скорости движения лоцируемого объекта. Чем больше скорость движения объекта, тем больше сдвиг частоты ультразвука. При движении объекта в сторону источника излучения частота отраженного от него эхосигнала увеличивается, а при движении от источника излучения уменьшается. По величине сдвига частоты ультразвука определили скорость и направление кровотока. Интенсивность принятых эхосигналов отображалась на дисплеях в различных режимах. Для количественной оценки кровообращения в зоне имплантата определили систолическую (V max) и диастолическую (V min) (скорость кровотока в сосудах) (график 1).
Противопоказания к оперативному удлинению бедра
Среди всех больных с неравенством длины бедренного сегмента, находившихся под нашим наблюдением, 9 не было оперировано. Из них двое, обратившихся в ФГУ ЦИТО от предложенного оперативного лечения отказались. Семеро, в возрасте от 3 месяцев до 2,5 лет, имели тяжелое недоразвитие тазобедренного сустава, бедра (2-4 классов) со значительным укорочением всей нижней конечности (более 10см), однако ее общая продольная ось была сохранена. Этим детям в качестве наиболее рационального способа устранения разницы в длине, и создания опороспособности нижней конечности, мы рекомендовали только протезирование. Они быстро привыкли к новым условиям и не испытывали каких-либо трудностей в ходьбе и повседневной жизни, посещали дошкольные и общеобразовательные учреждения (рис. 25).
Хирургическое лечение при выраженной аномалии развития тазобедренного сустава, всей нижней конечности, со значительным ее укорочением уже в малом возрасте, при сохранении относительно правильной оси, не затрудняющей изготовление рационального протезного изделия, мы считаем не только бесперспективным, но и отрицательно влияющим на психику, социальную адаптацию ребенка.
Показанием к проведению операций в области тазобедренного сустава, проксимального отдела бедра, служили признаки их нестабильности, а также порочное положение сегмента, сопровождающие укорочение конечности.
Подобные проявления были характерными для пациентов с неравенством длины нижних конечностей на фоне врожденного вывиха бедра, аномалий развития бедра 3-7 классов.
Как видно из таблицы 6 основную часть операций данного типа составили деторсионно-варизирующие остеотомии бедренной кости, эти операции выполнены всем пациентам с аномалией развития бедра 5, 7 классов, а так же пациентам с врожденным вывихом бедра. В 3 случаях пациентам, достигшим 18-летия, с врожденным вывихом бедра выполнено тотальное эндопротезирование тазобедренного сустава с использованием эндопротезов фирмы «Stryker». Данный вид оперативного лечения обеспечил так же и удлинение конечности.
Приведем клинический пример: Пациентка М. 18 лет, и/б № 3018/06, поступила в отделение с диагнозом: «Врожденный вывих левого бедра, асептический некроз головки левой бедренной кости, состояние после оперативного лечения. Диспластическии левосторонний коксартроз». Диагноз врожденного вывиха левого бедра был поставлен в возрасте 3 месяцев. Лечение осложнилось асептическим некрозом головки левого бедра с формированием варусной деформации шейки левого бедра (рис. 26).
В этой связи больная была оперирована, выполнена деторсионно-валъгизирующая остеотомия левого бедра, транспозиция большого вертела. Далее произведена остеотомия костей левой голени с фиксацией аппаратом СДАУДТК (Стержневой дистракционный аппарат для удлинения длинных трубчатых костей) (рис.27). бедренного сегмента. Как уже указывалось в обзоре литературы, в зарубежной травматолого-ортопедической практике приоритет имеют монополярные стержневые аппараты внешней фиксации. Они привлекают своей компактностью, позволяют проводить полноценное восстановительное лечение, хорошо переносятся пациентами. Однако, жесткость фиксации костных фрагментов этими конструкциями довольно низка и сильно проигрывает биполярным спицевым аппаратам, изготовленным по принципу Илизарова.
Поэтому в клинике детской ортопедии ФГУ ЦИТО им. Н.Н. Приорова разработаны новые компрессионно-дистракционные системы, которые, на наш взгляд, соединили в себе лучшие качества стержневых и спицевых аппаратов внешней фиксации. Одной из важнейших особенностей конструкций является то, что они легко моделируются с деталями наиболее распространенного в России аппарата Илизарова. Получено разрешение на применение конструкций в медицинской практике, а также на серийное производство, которое налажено ФГУ «ЦИТО» (рис. 22).Основными материалами, из которых изготовляются аппараты, являются: нержавеющая сталь 12Х18Н10Т и титановый сплав ВТ - 5. Стержни, имеющие контакт с костью выполнены из титанового сплава ВТ - 16. Детали и конструктивные элементы имеют большую степень унификации, поэтому он технологичен и прост в обращении. В зависимости от необходимости того или иного вида монтажа, масса собранной системы находится в пределах от 0,56 до 0,94 кг.
Как показано на рисунке 30, стержневой компрессионно-дистракционный аппарат состоит из дистракционных блоков 3, которые имеют сквозной, продольный паз, втулки 9 и укреплены посредством их на резьбовом дистракционном стержне 1, диаметра 12 мм, дистракционными гайками 2. Кроме того, вращение этих гаек создает эффект компрессии или дистракции. Для предотвращения свободной ротации дистракционных блоков 3, резьбовой дистракционный стержень 1 имеет деротационный шлиц, к которому плотно подходят головки соответствующих винтов 4 дистракционных блоков 3. Резьбовой дистракционный стержень 1 покрыт метрической резьбой с шагом 2 мм. Он имеет 2 типа - размера: 200 и 300 мм. также, при необходимости, возможно использование либо 100, либо 50 миллиметровых дистракционных блоков 3. Как уже указывалось, в каждом из них сформирован сквозной, продольный паз, где перемещаются и фиксируются в необходимом положении посредством зубчатых соединений шайб 6 вьгаоски 5, либо стержнедержатели 7. Выноски 5 представляют изогнутые под прямым углом. Г-образные пластины с неравными по длине сторонами. Короткая сторона имеет отверстие, посредством которого через винт и две резьбовые шайбы 6 осуществляется фиксация на дистракционном блоке 3. В поперечной плоскости длинная сторона изогнута под углом 60. Это сделано для сокращения расстояния между элементами внешней конструкции аппарата и фиксируемым участком кости. Длинная сторона, как и дистракционные блоки 3 имеет сквозной продольный паз, в котором могут быть укреплены в необходимом положении один или несколько стержнедержателей 7. Тем самым, конструкция выносок 5 предусматривает возможность их полного оборота вокруг своей продольной оси и перемещения по ним стержнедержателей 7. Последние представляют из себя модифицированные болты с увеличенной головкой. Соответственно подвижность вокруг своей продольной оси у них не ограничена. Головки имеют зубчатые насечки по своей внутренней поверхности, а также взаимно-перпендикулярные отверстия, диаметра 6 и 5 мм. Поэтому, через зубчатые шайбы 6, стержнедержатели 7 могут быть плотно фиксированы в любом положении. Резьбовые, фиксирующие стержни 8, пяти- или шестимиллиметрового диаметра, длиной 150 и 200 мм, имеют на участке, ввинчивающихся в кость 60-70 мм, самонарезающейся резьбы. Остальная часть покрыта метрической резьбой. С помощью гаек, фиксирующие стержни 8 укрепляются и перемещаются в каналах стержнедержателей 7.
Характеристика используемых конструкций при удлинении бедренного сегмента
Для определения жесткостных характеристик рассматриваемых компрессионно-дистракционных аппаратов, степени возможной нагрузки на конечность как сразу после операции, так и в отдаленный период, в лаборатории испытаний медицинской техники ФГУ ЦИТО им. Н.Н. Приорова (руководитель с.н.с, д.т.н. Гаврюшенко Н.С.) провели стендовые исследования на универсальной испытательной машине «Zwick 1464».
Максимальные возможности стенда составляют 50 к/Н (5 тонн)- на сжатие - растяжение и 200 Н/м на кручение. Скорость нагружения регулируется от 0 до 500 мм в минуту при сжатии - растяжении и от 0 до 5 Гц (полный оборот в сек.). Ошибка измерения составляет +1% от выбранной шкалы измерения нагрузки или крутящего момента. Запись кривых испытания осуществлялась в автоматическом режиме самописцем. 4.3.2. Методика проведения испытаний.
Сравнительным испытаниям были подвергнуты: компрессионно-дистракционный аппарат Костюка (КДСА-К); компрессионно-дистракционный спеце-стержневой аппарат Харьковского НИИТО (КДССА-X); компрессионно-дистракционный спицевой аппарат Илизарова (КДСА-И); стержневой дистракционный аппарат для удлинения длинных трубчатых костей, разработанный в клинике детской ортопедии ЦИТО им. Н:Н. Приорова (СДАУДГК).
Определили такие параметры как жесткостные характеристики- сжатия, растяжения, кручения, бокового изгиба. Аппараты устанавливали на имитаторах костей, выполненных из металлических трубок диаметром 20 мм. Материал трубок - аллюминевый сплав Д16Т. Зазор между имитаторами отломков костей составлял 20 мм. Нижняя часть имитатора жестко крепили к станине машины. Верхняя часть имитатора кости крепили к захвату, который соединялся с датчиком силы испытательной машины. При испытании на изгиб, точками фиксации были разнесены на 220 мм, а зазор между имитаторами составил 5 мм. Фиксировали задаваемые продольные усилия; крутящего момента, продольных перемещений и угла разворота имитатора кости.
Статистическую обработку результатов исследования проводили методами вариационной статистики. Достоверность различия средних значений исследуемых параметров оценивали по критерию Стьюдента. Приведенные ниже данные достоверны. Они получены с надежностью Р 95%, при вероятности ошибки р 0,005.
При приложении нагрузки 200 Н (20 кг) к имитаторам костных фрагментов, которые фиксированы стержневым аппаратом для удлинения длинных трубчатых костей, они сближаются на 0,6 мм. При аналогичных испытаниях с аппаратом Костюка деформация составила 1,4 мм, а в опытах с аппаратом Харьковского НИИТО и аппаратом Илизарова - 3,7 и 5 мм соответственно. Таким образом, здесь аппарат для удлинения трубчатых костей выгодно отличался от других конструкций, имеющих значительно более низкие характеристики.
При передне-заднем изгибе определялось усилие, когда прогиб имитаторов костных отломков равнялся 10 мм, а при боковом — 2 мм. Стержневые аппараты имели в этом испытании явное преимущество перед конструкцией аппарата Илизарова.
Смещение имитаторов отломков кости на 10 мм вызывалось силой 750 Н (75 кг) в случаях фиксации аппаратом для удлинения трубчатых костей, 350 Н — аппаратом Костюка, 262,5 Н - аппаратом Харьковского НИИТО и 218 Н при наложении аппарата Илизарова. Оказалось, что жесткостные характеристики в передне-заднем направлении у стержневого аппарата для удлинения длинных трубчатых костей в 3,44 раза, аппарата Костюка в 2.14, а аппарата Харьковского НИИТО — в 1,2 раза выше по сравнению с системой компрессионно-дистракционного аппарата Илизарова.
В направлении бокового изгиба измеряли силу, вызывающую смещение имитаторов на 2 мм.„Для аппарата Костюка это усилие составило 262,5 Н, аппарата Харьковского НИИТО — 131,25 Н, аппарата Илизарова — 87,5 Н, а стержневого аппарата для удлинения трубчатых костей - 400 Н. Из графиков видно, что для аппарата Илизарова в силу его конструкционных особенностей, не имело значение направление бокового изгиба. Сила, вызывающая одинаковое боковое смещение имитаторов кости в рассматриваемых направлениях также была равнозначной. Однако, ее величины были меньше, по сравнению с силой, необходимой для деформации имитаторов, фиксированных стержневыми аппаратами. При боковом изгибе жесткость стержневого дистракционного аппарата для удлинения трубчатых костей превысила жесткость аппарата Илизарова в 4,5 раза, а у аппаратов Костюка и Харьковского НИИТО - в 3 и 1,5 раза.
