Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Хирургическая стабилизация переломов нижних грудных и поясничных позвонков с использованием метода транспедикулярноґо остеосинтеза (обзор литературного материала) 15
ГЛАВА 2. Характеристика клинических наблюдений 31
2.1. Общая характеристика клинических наблюдений 31
2.2 Характеристика клинического материала по методу транспедикулярного остеосинтеза в сочетании с межостистым спондилодезом 34
2.3. Характеристика клинического материала по методу транспедикулярного остеосинтеза в сочетании с аутокостной корпоропластикой 35
2.4. Характеристика клинического материала по методу передне-заднего спондилодеза 38
ГЛАВА 3. Методы исследования повреждений позвоночного столба и спинного мозга в грудном и поясничном отделах 42
3.1. Клиническое исследование 42
3.2. Обзорная спондилография 43
3.3. Рентген контрасти а я миелография сомнипаком 43
3 4. Компьютерная томография 44
3.5. Магнитно-резонансная томография 44
3.6. Статистический метод исследования 45
ГЛАВА 4. Экспериментальное биомеханическое обоснование клинического использования различных методов фиксации нестабильных переломов нижних грудных и поясничных позвонков 47
4.1. Экспериментальное изучение свойств интактного позвоночно-двигательного сегмента и моделей нестабильных оскольчатых переломов 48
4.2. Экспериментальное биомеханическое обоснование клинического использования метода транспедикулярного остеосинтеза 50
4 3 Экспериментальное биомеханическое обоснование клинического использования метода передне-заднего спондилодеза 52
4.4. Изучение фиксирующих и деформативных свойств транспедикулярных систем 55
ГЛАВА 5. Техническое описание способов и устройств, применяемых при различных методах фиксации переломов нижних грудных и поясничных позвонков 59
5.1. Имплантаты и инструменты 59
5.2. Техника операции транспедикулярного остеосинтеза в сочетании с межостистым спондилодезом 68
5.3. Техника операции транспедикулярного остеосинтеза в сочетании с аутокостной корпоропластикой 69
5.4. Техника операции передне-заднего спондилодеза 72
ГЛАВА 6. Результаты лечения пациентов с переломами нижних грудных и поясничных позвонков, оперированных различными методами фиксации с использованием траснпедикулярного остеосинтеза 77
6.1 Результаты лечения пациентов, оперированных методом транспедикулярного остеосинтеза в сочетании с межостистым спондилодезом 77
6.2. Результаты лечения пациентов, оперированных методом транспедикулярного остеосинтеза в сочетании с аутокостной горпоропластикой 78
6 3 Результаты лечения пациентов, оперированных методом передне-заднего спондилодеза без ламинэктомии. 87
6.4. Результаты лечения пациентов, оперированных методом передне-заднего спондилодеза с ламинэктомией. 95
6.5. Осложнения оперативного лечения пациентов с переломами нижних грудных и поясничных позвонков, оперированных различными методами фиксации 102
ГЛАВА 7. Сравнительная характеристика различных способов стабилизации переломов нижних грудных и поясничных позвонков с использованием транспедикулярного остеосинтеза 105
7.1. Сравнительная характеристика результатов лечения больных, оперированных методами ТПО в сочетании с межостистым спондилодезом и передне-заднего спондилодеза без выполнения ламинэктомии 105
7.2. Сравнительная характеристика результатов лечения больных, оперированных методами ТПО в сочетании с аутокостной корпоропластикой и передне-заднего спондилодеза с выполнением ламинэктомии 110
Заключение 115
Выводы 129
Практические рекомендации 131
Список литературы 133
Приложение 165
- Характеристика клинического материала по методу транспедикулярного остеосинтеза в сочетании с аутокостной корпоропластикой
- Экспериментальное биомеханическое обоснование клинического использования метода транспедикулярного остеосинтеза
- Техника операции транспедикулярного остеосинтеза в сочетании с аутокостной корпоропластикой
- Результаты лечения пациентов, оперированных методом транспедикулярного остеосинтеза в сочетании с аутокостной горпоропластикой
Характеристика клинического материала по методу транспедикулярного остеосинтеза в сочетании с аутокостной корпоропластикой
Данная группа испытаний предусматривала изучение деформативной способности интактного ПДС при действии внешней осевой нагрузки, а также изучение деформативной способности и предела текучести анатомических препаратов с моделированными полными и неполными нестабильными оскольчатыми переломами. Экспериментальному исследованию подвергли по 3 интактных анатомических препарата каждой группы. Забор трупных препаратов производился по выше указанной методике. На интактных препаратах относительную деформацию измеряли между телами, разделенных двумя дисками (в пределах двух ПДС). Нагружение экспериментальных препаратов проводили в стенде, разработанном на кафедре "Теоретической механики и сопротивления материалов с курсом прикладной и биологической механики" Тюменского государственного нефтегазового университета. Внешняя нагрузка на испытуемые объекты приходилась на металлические опоры с центрирующим стержнем конической формы, острый конец которого вводили в точку, близкую к геометрическому центру поперечного сечения тела интактного позвонка. Нагрузку регистрировали при помощи тарированного динамометра ДОСН-ЗН через каждые 20 кгс до появления предела текучести. Деформацию измеряли при помощи микрометра с точностью до сотых долей миллиметра. Данные экспериментального исследования предоставлены на рис. 3 и в приложении 1.
Моделирование различных видов переломов осуществляли на испытательном стенде КСИМ-40. Стенд расположен на базе кафедры сопротивления материалов и теоретической механики ГОУ ВПО «Тюменской Государственной архитектурно-строительной академии» (зав. кафедры, профессор, д.т.н. Л.Е. Мальцев).
Модели неполного и полного стабильных оскольчатых переломов создавались по авторской методике (пат. 2277726 РФ, МПК7 G 09 В23/28 A6I В 17/56 Способ моделирования компрессионных и оскольчатых переломов позвоночника / Р.В. Паськов, А.О. Фарйон, К.С. Сергеев. - №2004136220/14; Заявл. 10.12.04; Опубл. 10.06.06. Бюл. № 16). Нестабильность перелома моделировалась за счет разрушения задних опорных структур (нижних суставных отростков, дуг позвонков и капсульно-связочного аппарата). Детальная диагностика повреждения подтверждалась рентгенологически.
Экспериментальному исследованию подвергли по 3 препарата каждой модели переломов. Нагружение препаратов с моделированными полными и неполными нестабильными оскольчатыми переломами проводили в стенде, разработанном на кафедре Теоретической механики и сопротивления материалов с курсом прикладной и биологической механики ГОУ ВПО «Тюменского Государственного нефтегазового университета» (зав. курсом, профессор, Д.Т.Н. В.И. Кучерюк). Внешняя центренная осевая нагрузка на испытуемые объекты приходилась на опоры с центрирующим стержнем, располагавшимся в области геометрического центра поперечного сечения тела позвонка. Локализация различных видов переломов была одна и та же и соответствовала первому поясничному позвонку. Нагрузку регистрировали при помощи динамометра (ДОСН-ЗН) через каждые 20 кгс до появления предела текучести. Деформацию измеряли при помощи микрометра часового типа с точностью до сотых долей миллиметра. Микрометр фиксировался на планках, которые жестко крепились на замыкательных пластинках смежных от поврежденного позвонках.
Полученные экспериментальные данные отображены на рис. 3 и в приложении 1. Данная группа испытаний предусматривала определение деформативной способности и предела текучести препаратов с моделированными полными и неполными оскольчатыми переломами, оперированных методом транспедикулярного остеосинтеза. Для эксперимента использовался транспедикулярный фиксатор, изготовленный на опытном заводе «РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова. Как наиболее часто применяемый в клинике, изучался транспедикулярный фиксатор с диаметром винта 6 мм. Для экспериментального исследования использовали позвоночно двигательный сегмент {ThXn - LM) с моделированными полными и неполными оскольчатыми переломами. Исследованию подвергали по 3 препарата каждого типа перелома. В корни дуг позвоночно-двигательных сегментов по стандартной методике вводились транспеднкулярные винты, монтировалась трансп едикул я рная конструкция. Экспериментальные образцы устанавливали в испытательный стенд, жестко фиксировали для предотвращения их смещения. Производилась поэтапная нагрузка испытуемых образцов. Деформацию измеряли при помощи микрометра часового типа с точностью до сотых долей миллиметра. Расчеты проводили на основе вычисления средних величин (см. приложение 1). Зависимость показателей деформации от величины внешней нагрузки представлены на рисунке 3. На рисунке представлены 2 кривые: кривая «транспедикулярный остеосинтез - модель неполного оскольчатого перелома» и кривая «транспедикулярный остеосинтез - модель полного оскольчатого перелома».
Результаты исследований стабилизирующего эффекта транспедику ля риого остеосинтеза при полных и неполных нестабильных оскольчатых переломах следующие: 1. Предел текучести модели оскольчатого полного нестабильного перелома близок к 20 кгс, неполного нестабильного перелома - к 60 кгс. 2. Предел текучести системы «модель неполного оскольчатого нестабильного перелома - транспедикулярный остеосинтез» составляет более 120 кгс, предел текучести системы «модель полного оскольчатого перелома -транспедикулярный остеосинтез» составляет более 100 кгс. 3. Жесткость сегментов, оперированных методом транс педику ляр ного остеосинтеза по сравнению с жесткостью моделей оскольчатых переломов в среднем увеличивается в 5 раз для полного нестабильного оскольчатого перелома и в 2 раза для неполного нестабильного оскольчатого перелома. На основании полученных данных отмечается статистически достоверное различие между жесткостью сегментов, оперированных методом транспедикулярного остеосинтеза и моделей полных и неполных оскольчатых переломов (р 0,05) (см. приложение 2). 4. Отмечается статистически достоверное различие в большей жесткости стабилизирующего эффекта ТПО при неполном оскольчатом переломе, в сравнении с полным оскольчатым переломом (р 0,05) {табл. 4).
Экспериментальное биомеханическое обоснование клинического использования метода транспедикулярного остеосинтеза
Выполнение операций при повреждении нижних грудных и поясничных позвонков требует наличия специальных имплантатов и инструментария для его установки. Для оперативного лечения повреждений нижних грудных и поясничных позвонков требуется наличие транспедикулярного фиксатора. Транспедикулярная конструкция состоит из нескольких частей (рис. 5): транспедикулярных винтов, соединительных стержней и поперечно тягового устройства. Транспедикулярный винт имеет винтовую часть, переходную часть и головку. Головка транспедикулярного винта имеет постоянный размер, по её центру расположен продольный паз для установки соединительного стержня. Внутри головки винта имеется резьба для блокирующего устройства, что обеспечивает жесткую и надежную фиксацию соединительного стержня. Диаметр и длина винтовой части зависит от размеров корней дуг позвонков и подбирается по данным рентгенограмм и КТ индивидуально. Концевая часть винта должна располагаться не дальше передней кортикальной пластинки тела позвонка. Для регулировки глубины введения винта в позвонке в его головке имеется паз под вороток. Диаметр винтовой части колеблется в пределах от 3,5 до 7,5 мм, а ее длина от 40 до 70 мм. Шаг винтовой нарезки составляет 2 мм. Все элементы конструкции выполнены из титанового сплава марки ВТ-6. Фиксатор изготовлен на оборудовании и по технологии опытного завода «РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А.Илизарова.
Соединительный транспедикулярный стержень представляет собой целостную конструкцию цилиндрической формы диаметром 6 мм. Длина соединительного стержня зависит от расстояния между транспедикулярными винтами. В случае необходимости придания соединительному стержню кривизны используется изгибатель. Помимо стандартных титановых соединительных стержней нами применяются стержни из литого NiTi марки ТН - 10. Посредством контракторов и дистракторов возможно изменение расстояния между винтами, что обеспечивает компрессию или дистракцию в системе замыкаемых позвонков. Окончательную фиксацию смонтированной конструкции производят посредством блокирующих устройств, которые устанавливаются в головки винтов и жестко фиксируются гексагональной отверткой (рис. 6).
Для более удобного выполнения остеосинтеза позвоночника нами разработано и применяется в практике устройство для введения транспедикулярных винтов (Заявка №2006106096 РФ, МПК7 А61В 17/70 Устройство для введения транспедикулярных винтов / А.О. Фарйон, Р.В- Паськов, К.С. Сергеев, Л.Б. Козлов. - Заявл. 26.02.06) (рис. 7). Устройство для введения транспедикулярных винтов представляет собой целостную конструкцию, состоящую из стержневой части (длина 160 мм, диаметр 8 мм) (2) и муфты - направителя (длина 130 мм, диаметр 10 мм) (7). Стержневая часть (2) имеет проксимально расположенную рукоятку (1) и дистально расположенную поперечную балку (длина 10 мм, ширина 3 мм) (3), в центре которой располагается цилиндрический ограничитель (диаметр 5 мм) (4).
Муфта-направитель имеет цилиндрическую форму, длина проксимальной части равна 30 мм, а длина дистальной части равна 70 мм; в верхней части располагается муфта (диаметр 30 мм, длина 30 мм) (5), а в дистальной - резьба для транс педи куля р но го винта (6).
Данное устройство позволяет облегчить введение транспедикулярных винтов и дальнейшие манипуляции с ними в телах позвонков. Для большей жесткости и надежной фиксации поврежденных ПДС соединительные стержни между собой фиксируются посредством поперечно тягового устройства. Данное устройство позволяет создать рамочную конструкцию, что обеспечивает более жесткую и стабильную фиксацию поврежденного позвоночно-двигательного сегмента. Общим недостатком подобных устройств можно считать относительную сложность конструкций (устройства состоят из многих частей, для сбора которых необходим специальный инструментарий), а также их высокую стоимость. Разработанное и применяемое нами в практике устройство (рис. 8) (Пат. 56167 РФ, МПК7 Ul A6IB 17/70 Поперечно тяговое устройство для остеосинтеза позвоночника / А.О. Фарйон, Р.В. Паськов, К.С. Сергеев, В.Э. Понтер, Л.Б. Козлов. - №2006102227/20; Заявл. 26.01.06; Опубл.Ю.09.06. Бюл. №25. - С.667.) для поперечного скрепления соединительных стержней транспедикулярного фиксатора представляет собой монолитную С-образную конструкцию из литого никелида титана с памятью формы. Средняя часть конструкции изогнута в виде дуги. Хомуты для стержней выполнены незамкнутыми, у пру го деформируемыми, с возможностью изменения своего диаметра концентрически, что дает возможность сжатия транспедикулярных стержней. Внутренняя поверхность хомутов имеет поперечные насечки для уменьшения ротационных движений стержня. Разработано несколько типов-размеров поперечно тяговых устройств от 27 до 35 мм. Выбирают поперечно тяговое устройство с таким расчетом, чтобы его размер был на 2-3 мм меньше определенного между стержнями расстояния, так как за счет выпрямления средней части длина конструкции увеличивается.
Техника операции транспедикулярного остеосинтеза в сочетании с аутокостной корпоропластикой
Также в операции транс педику лярного остеосинтеза нами применяются межостистые ауто-, формалинизированные аллотрансплантаты или имплантаты из пористого никелида титана. Не отвергая достоинства аутокостной пластики, все же целесообразнее применять при данной операции консервированную кость (приобретаемую нами из Тканевого банка Новосибирского НИИТО) или искусственный имплантационныи материал, в частности, пористый никелид титана.
Разработанный в Томском НИИ имплантационных материалов этот вид имплантатов, наряду с хорошими прочностными свойствами, обладает исключительной биосовместимостью, стойкостью к коррозии, немагнитностью, наделен капиллярными свойствами и перед операцией может стерилизоваться любым известным способом [19, 89].
Для выполнения операции необходимо наличие имплантатов с пористостью 60-80 % и размером пор 150 - 250 мкм.
При межостистом спондилодезе используются имплантаты, имеющие шляпку, превышающую размер цилиндра на 4 мм. В зависимости от расстояния между остистыми отростками диаметр цилиндрической части составляет 14, 16, 18 мм, длина ее - 10 мм. Перед операцией пористые имплантаты пропитывают раствором антибиотика, желательно широкого спектра действия. При использовании костных трансплантатов им придают форму непосредственно во время операции. В случае применения аутокостной пластики, забор трансплантатов осуществляется из гребня крыла подвздошной кости с левой стороны. При выполнении транспедикулярного остеосинтеза помимо общехирургического инструментария необходим и специальный: шило-перфоратор с метками для определения глубины введения в позвонок, вороток для закручивания или выкручивания транспедикулярных винтов (рис. 6), торцовые короновидные фрезы с наружным диаметром 15 и 17 мм для формирования отверстий под межостистые имплантаты или трансплантаты.
При осложненных переломах нижних грудных и поясничных позвонков требуется выполнение декомпрессивной ламинэктомии и ревизии спинного мозга и его элементов. Для выполнения этой операции необходим специальный инструментарий, представленный костными кусачками (Листона, Люера, пистолетного типа), применяемыми для резекции задних костных структур поврежденного позвонка; мозговым шпателем, применяемым для ревизии спинномозгового канала; короновидными фрезами малого диаметра. необходимыми для резекции задних структур тела позвонка. В случае выполнения задней аутокостной корпоропластики требуется помимо вышеперечисленных инструментов импактор для плотной установки костных аутотрансплантатов в тело поврежденного позвонка.
При выполнении вентрального спондилодеза помимо общехирургического инструментария необходим молоток и набор долот, а также набор короновидных фрез, конхотомы, набор костных ложек и кюреток.
После Rg-контрольной маркировки позвонков производится разрез кожи, жировой клетчатки и фасции по задней срединной линии тела. После скелетирования дуг, остистых отростков и межпозвонковых суставов замыкаемых позвонков, шилом-перфоратором в проекции корня дуги формируются отверстия для транспедикулярных винтов. Уровень и глубина введения шила в тело позвонка контролируется с помощью меток, нанесенных на него через каждые 5 мм.
При переломах введение (по соответствующим общепринятым правилам) винтов производится в смежные позвонки. Необходимо стремиться замкнуть как можно меньшее количество позвоночных сегментов. В ряде случаев винт можно ввести в позвонок, у которого сохранена каудальная половина тела. Характер перелома, его распространенность, особенности анатомического строения устанавливаются на основании данных КТ. После формирования отверстий и канала, через корни дуг в тела позвонков вводятся заранее подготовленные транспедикулярные винты. Положение винтов контролируется рентгенографией в двух проекциях: прямой и боковой, либо ЭОП-контролем.
После введения винтов при помощи специального инструментария производится реклинация компремированного позвонка. В межостистых промежутках, смежных с остистым отростком сломанного позвонка, торцовой фрезой выполняются отверстия, куда закладываются или слегка забиваются имплантаты или трансплантаты цилиндрической формы. Если необходимо выполнить дистракцию позвонков, введение трансплантатов или имплантатов производят после дистракции во избежание диастаза между ними и остистыми отростками. Затем выполняется монтаж транспедикулярной конструкции. После обильного промывания раны перекисью водорода и фурациллином она послойно ушивается. В нижний угол раны по обе стороны от остистых отростков устанавливаются резиновые выпускники на 24 - 48 часов.
Результаты лечения пациентов, оперированных методом транспедикулярного остеосинтеза в сочетании с аутокостной горпоропластикой
Методом передне-заднего спондилодеза без ламинэктомии (без декомпрессии СМ) прооперирован 21 пациент с нестабильными оскольчатыми переломами нижних грудных и поясничных позвонков. Отдаленные результаты изучены у 16 (76,2 %) пациентов в сроки от 1 года до 4 лет.
При этом у 6 (37.5 %) пациентов отмечались полные нестабильные переломы позвонков, а у 10 (62,5 %) пациентов отмечались неполные нестабильные переломы (табл. 5). По доминирующей локализации переломов количественное распределение больных было следующим: Thxn - 31,3 % (п=5) пациентов, L( -43,8 % (п=7) пациентов, L„ - 18,8 % (п=3) пациентов, Lm - 6,3 % (п=1) пациентов. В зависимости от наличия неврологической симптоматики пациенты были разделены на группы с осложненными переломами (4 пациента, 25 %) и неосложненными (12 пациентов, 75 %). Осложненные переломы сопровождались ушибом спинного мозга и его элементов без сдавления. По шкале Frankel et. al. группу С составил 1 пациент (25 %), а группу D - 3 пациента (75 %). У всех пациентов с ушибом спинного мозга в ближайшем послеоперационном периоде отмечался выраженный регресс неврологической симптоматики (все пациенты переведены в группу Е). При оценке результатов лечения больных, оперированных методом передне-заднего спондилодеза без ламинэктомии (без декомпрессии СМ), учитывались показатели, приведенные выше. При изучении сроков стационарного лечения у данной категории пациентов учитывалось прежде всего сочетание перелома позвоночника с повреждением других костей скелета, сочетание с травмами других систем и органов. В случае изолированной травмы средний предоперационный период составил 14,0±8,8 дня, средний послеоперационный период- 16,3±4,6 дня. При сочетаннои травме эти сроки увеличивались и составили 19,1±5,2 и 14,1±4,7 дня соответственно. Средний госпитальный период у пациентов данной группы составил 31,7±9,5 дня (табл. 7). Средний срок постельного режима у пациентов с неосложненными оскольчатыми переломами после заключительной операции составил 12,5±5,3 дня. Как правило, больные переходили на свободный режим после нормализации состояния (табл. 8). У всех пациентов операция проводилась под эндотрахеальным наркозом с миорелаксантами. В зависимости от характера перелома пациентам выполнялось два варианта передне-заднего спондилодеза: 1. Передний моносегментарный межтеловой спондилодез в сочетании с транспедикулярным остеосинтезом выполнен у 9 (22,0 %) пациентов. У 7 пациентов (77,8 %), данной группы, передне-задний спондилодез был выполнен в ходе одной операции, у 2 пациентов (22,2 %) операция выполнена в два этапа. 2. Передний бисегментарный межтеловой спондилодез в сочетании с транспедикулярным остеосинтезом выполнен у 7 (17,1 %) пациентов. У 4 пациентов (57,1 %), данной группы, передне-задний спондилодез был выполнен в ходе одной операции, у 3 пациентов (42,9 %) операция выполнена в два этапа. Суммарная средняя продолжительность операции моносегментарного спондилодеза с использованием трансторакального доступа без диафрагмотомии в сочетании с транспедикулярным остеосинтезом составила 210,0±10,0 минут. Суммарная средняя продолжительность схожей операции, но с проведением диафрагмотомии составила 230,О±1О,О минут, при выполнении бисегментарного спондилодеза продолжительность операции увеличилась до 260,0±10,0 минут. Средняя продолжительность операции моносегментарного спондилодеза в сочетании с транспедикулярным остеосинтезом с использованием внебрюши иного доступа составила 250,0±10,0 минут, выполнение бисегментарного спондилодеза увеличивает это время до 280,0±Ю,0 минут. Таким образом, средняя продолжительность операции передне-заднего спондилодеза без ламинэктомии составляет 295,0±10,0 минут (табл. 8). Для объективной оценки травматичное операции у пациентов определялся объем кровопотери по весу салфеток, применяемых для гемостаза раны. При проведении операции пере дне-зад него спондилодеза средняя кровопотеря составила 580,6±75,0 мл. Основной объем кровопотери приходился на этап резекции тела позвонка (табл. 8). Средний срок нетрудоспособности у работающих (6 человек) составил 184,0±Ю,2 дня, у остальных больных отмечено восстановление трудоспособности (снятие с амбулаторного учета) в среднем через 5 месяцев (152,0±8,5 дней) после операции. Официальные сроки у работающих больных изучены по данным травматологической поликлиники г. Тюмени, куда больные направляются для прохождения амбулаторного этапа лечения (табл. 8). Для объективной оценки ортопедического результата лечения нами использовалась величина кифотической деформации в зависимости от вида перелома (по методу JR. Cobb (1948)), измерявшаяся непосредственно после травмы, после операции и в отдаленном периоде. Для нестабильного неполного оскольчатого перелома - 19,1±3,4; 3,8±1,2; 7,1±1,5, для полных нестабильных оскольчатых переломов - 23,7±3,1; 4,4±2,9; 5,9±2,9 соответственно. Наименьшие потери достигнутой коррекции деформации наблюдались в случае нестабильных полных оскольчатых переломов (1,5±1,2) (табл. 9). Исход лечения учитывался по критериям, предложенным СТ. Ветрилэ и А.А. Кулешовым [11] (см. приложение 3). Хорошие результаты отмечены у 14 пациентов (87,5 %), удовлетворительные у 2 пациентов (12,5 %). Неудовлетворительных результатов в данной группе пациентов не было (рис. 28).
