Способ закрытой репозиции переломов

 

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии в лечении переломов. Сущность: закрепляют поврежденный сегмент по меньшей мере в двух точках на крайних уровнях поврежденного сегмента или сочленения, обе точки жестко фиксируют между собой на заданном расстоянии друг от друга вдоль продольной оси поврежденного сегмента, жестко закрепляют в одной из этих точек проксимальный конец поврежденного сегмента, дистальный конец поврежденного сегмента закрепляют в другой точке для предотвращения поступательных смещений и в перпендикулярной плоскости, репонирующее усилие прикладывают в направлении, обратном направлению смещения, при внутрисуставных переломах уровни закрепления располагают выше и ниже суставной щели, после совмещения фрагментов сохраняют репонирующее и дополнительные усилия в течение заданного временного интервала, при фиксации образуют три не лежащие на одной прямой площадки фиксации, две из которых расположены на уровне закрепления сегмента, что предупреждает смещение отломков в ранние и поздние сроки. 18 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к медицине, а более конкретно - к травматологии и ортопедии, и может быть применено при консервативном лечении переломов трубчатых костей.

Ниже дан перечень терминов, используемых в данном описании.

Среднефизиологическое положение - это такое состояние конечности, когда все суставы ее стоят в среднем положении, т.е. средние точки обращенных друг к другу суставных поверхностей лежат одна против другой, суставная капсула нигде не напряжена, наблюдаются равновесие в напряжениях мышц в обеих противоположных группах мышц-антагонистов и действие силы тяжести устранено.

Сегмент - участок тела (человека или животного) между двумя смежными суставами.

Костный фрагмент - часть треснувшей или сломанной кости, не имеющая повреждений внутри себя.

Механическая ось - прямая в том или ином сегменте тела человека, соединяющая оси движения (центры) двух прилежащих к сегменту суставов.

Анатомическая ось - средняя линия костного сегмента.

Закрытая репозиция - внешнее воздействие на костные фрагменты поврежденной кости до их надлежащего анатомического совмещения без повреждения кожных покровов поврежденного сегмента конечности.

Кинематическая пара - подвижное соединение двух соприкасающихся тел.

Звенья - тела, входящие в состав кинематической пары.

Биокинематическая пара - соединение двух условно твердых биотканей с обязательным наличием зазора в месте соединения, обеспечивающего их относительное движение в пределах этого зазора.

Зазор - теоретически пустое (вакуумное) пространство между костями или другими относительно твердыми тканями, которое может быть заполнено газом, жидкой или упругой тканью, но всегда менее плотной, чем звенья биокинематической пары.

Точка фиксации - площадка, прилегающая внутренней поверхностью внешнего фиксатора к фиксируемому ею сегменту конечности.

Все ныне существующие способы репозиции переломов можно условно разделить на две группы. К первой группе относятся способы репозиции, в которых вправление переломов осуществляется исключительно за счет воздействия на костные фрагменты руками или аппаратами опосредованно, через окружающие их неповрежденные мягкие ткани (см., например, авторское свидетельство СССР N 1175474 кл. A 61 F 5/04, опублик. 1985; авторское свидетельство СССР N 1409251 кл. A 61 B 17/58, опублик. 1988; патент США N 4649907 кл. A 61 F 5/04, опублик. 1987; патент США N 5003969 кл. A 61 F 5/04, опублик. 1991; заявка PCT N 90/11743 кл. A 61 F 5/04, опублик. 1990).

Другая группа включает в себя способы репозиции, при которых вправление переломов осуществляется с помощью спиц, стержней и их комбинаций с приложением репонирующей силы на костные фрагменты чрескостно, например, аппарат Илизарова, Волкова-Оганесяна, Калнберза, Фурдюка и т.д., что позволяет осуществить прямое воздействие на сломанную и смещенную кость, создавать условия для ранней функции смежных суставов, дополнительной коррекции отломков в процессе лечения и т. д. (см. , например, авторское свидетельство СССР N 1667851 кл. A 61 F 17/60, опублик. 1991; авторское свидетельство СССР N 1725869 кл. A 61 B 17/60, опублик. 1992; патент США N 4893618 кл. A 61 F 5/04, опублик. 1990; патент ЕПВ N 0177270 кл. A 61 B 17/60, опублик. 1986; патент ЕПВ N 0480579 кл. A 61 B 17/60, опублик. 1992; заявка PCT N 89/09570 кл. A 61 B 17/56, опублик. 1989).

Способы второй группы применяются, как правило, при неудачных попытках репозиции переломов средствами первой группы, в случае сложных переломов, при лечении переломов с большими сроками, прошедшими после травмы и т.д.

Несмотря на широкое распространение эти способы не лишены недостатков: они являются инвазивными, требуют операции и сложной регулировки устанавливаемого на поврежденный сегмент конечности аппарата, требуют значительных материальных затрат, обусловленных тем, что каждому больному для лечения необходим отдельный аппарат. Наиболее частым осложнением при использовании аппаратов данной группы репозиции является нагноение мягких тканей вокруг спиц, стержней.

Способы первой группы проще в реализации, не требуют инвазивного вмешательства, в их основу заложен принцип, заключающийся в том, что вправление перелома должно быть обратно механизму смещения, когда периферическому отломку придают положение, ответное центральному фрагменту. "Дистальный костный фрагмент поврежденного сегмента при внесуставных переломах или дистальный костный фрагмент сочленяющихся сегментов при внутрисуставных переломах ориентируется соосно относительно проксимального, до надлежащего анатомического совмещения с ответным костным фрагментом поврежденного сегмента или суставной поверхностью сочленяющегося с ним костного сегмента" (Каплан А.В. Повреждения костей и суставов. - М.: Медицина, 1979, стр. 19).

"Обычно ориентиром при определении направления смещения служит суставной конец или конец костного фрагмента проксимального сегмента, положение которого считается неизменным" (Маркс В.О. Ортопедическая диагностика. - Минск: Наука и техника, 1978, стр. 54 - 55).

Однако при использовании данного способа проведения закрытой репозиции точность совмещения костных фрагментов в ряде случаев невысока, часто после закрытой репозиции происходит вторичное смещение отломков, расширяются показания к открытой репозиции и фиксации перелома.

Это вызывает неудовлетворенность практических врачей результатами, от проведения закрытой репозицией костных фрагментов длинных костей по известному способу. Неудовлетворенность результатами обусловлена недоучетом того факта, что "фиксированный" проксимальный или незафиксированный (как правило, дистальный) костные фрагменты с биомеханической точки зрения относительно друг друга подвижны и сохраняют все направления движения, свойственные свободному телу (костному фрагменту) в трехмерном пространстве. Недоучет этого факта и препятствует проведению точной закрытой репозиции и прочной фиксации костных фрагментов длинных костей, при их внутрисуставных и внесуставных переломах.

Действительно, для обеспечения точной репозиции и последующей фиксации костных фрагментов необходимо найти в объеме травмированных мягких тканей поврежденного сегмента точку отсчета, относительно которой репонируется переломом, создать жесткую ее фиксацию, максимально приближенную к области перелома, относительно которой и будет производиться репозиция, так как понятие "движение" и "покой" имеют смысл лишь в том случае, когда задана система отсчета. Действительно, одно и то же движение носит совершенно различный характер в зависимости от того, к какой системе отсчета это движение отнесено. Например, движения сочленяющихся сегментов в неповрежденном суставе, движения сочленяющихся сегментов в поврежденном суставе, движения между костными фрагментами поврежденного сегмента, движения костных фрагментов в пределах наложенных для их фиксации средств внешней фиксации и т.д. Все перечисленные соединения являются видами биокинематических пар.

Реальные биокинематические пары обязательно имеют зазор, пространство для движения (нежесткая связь). Поэтому в реальной биокинематической паре сохраняются все направления движения, свойственные свободному телу в трехмерном пространстве. Накладываемые связи не могут уничтожить ни одно направление движения, они могут лишь ограничить конкретное направление движения по размаху до размеров зазора.

Кроме того, усложняется техника репозиции и проведение ее одним хирургом, т. к. при манипулировании дистальным фрагментом поврежденного сегмента конечности необходимо жестко фиксировать проксимальный, сохраняя его неподвижность, при значительной длине дистального фрагмента, необходимо удерживать его в функционально выгодном для репозиции положении и нейтрализовать действующую на него силу тяжести, что затруднительно сделать одному врачу. Поэтому нередко проксимальный фрагмент фиксируется относительно дистального в порочном положении, выгодном только на момент проведения репозиции, при выведении из которого - для последующей фиксации - в среднефизиологическое положение часто происходит вторичное смещение отломков.

Ближайший аналог предлагаемого способа репозиции описан в авторском свидетельстве СССР N 599801 (кл. A 61 B 17/18, опублик. 1978) на устройство для закрытой репозиции отломков. При этом осуществляются следующие манипуляции. Сначала на голень и стопу накладывают гипсовую повязку с ватно-марлевой прокладкой под ней и до ее затвердевания закрепляют поврежденный сегмент (в данном случае укладывают бедро на подбедренную опору, а стопу - в подстопник с фигурными боковыми ограничителями (см. пары горизонтальных тонких стрелок уровень A-A' на фиг. 1a), на момент репозиции отсутствует жесткое закрепление проксимального и дистального отделов голени, на уровне Б-Б' и В-В' поврежденного сегмента конечности голень-стопа. Тракцией стопы по длине (вертикальные стрелки на фиг. 1б) устраняют осевое смещение отломков лодыжек. Сжатием лодыжек фиксаторами П-образного кронштейна устраняют поступательные смещения отломков лодыжек во фронтальной плоскости, устраняют диастаз костей голени при разрыве дистального межберцового синдесмоза на уровне Б-Б'. Установкой стоподержателя и пяткодержателя в положении умеренной супинации устраняется смещение отломков лодыжек (латеральный - кнаружи, медиальный - кнутри). При применении данного способа репозиции костных фрагментов, выполняемого с помощью аппарата, отсутствует жесткое закрепление проксимального и дистального отделов голени относительно друг друга, т.е. не задана точка отсчета, репозиция перелома лодыжек осуществляется манипулированием стопой больного, фиксированной в подстопнике аппарата, относительно фиксированного дистального отдела голени (см. Герасимюк С.П. Лечение переломов лодыжек и заднего края нижней суставной поверхности большеберцовой кости методом аппаратной репозиции: Автореферат на соискание ученой степени кандидата медицинских наук. - Киев, 1993, стр. 21).

В существующих способах ручной репозиции переломов лодыжек также отсутствует "жесткая" фиксация дистального и проксимального отделов голени, т.е. точка отсчета, относительно которой, манипулируя стопой, репонируют перелом лодыжек. К примеру, в случае наружного подвывиха стопы вправляющий хирург одну кисть располагает продольно по передне-внутренней поверхности голени немного выше области голеностопного сустава (Б на фиг. 2а), а вторую - по наружной поверхности пятки и стопы (А на фиг. 2а).

В случае сочетания переломов лодыжек с разрывом дистального межберцового синдесмоза после устранения подвывиха стопы кнаружи хирург перемещает руку на надлодыжечную область (из позиции. А на В на фиг. 2б) и встречными движениями рук (Б-В на фиг. 2б) устраняет диастаз между берцовыми костями. Сектор давления при этом определяется областью мышечного возвышения мизинца и большого пальца (поз. Э на фиг. 2в).

При проведении ручной и аппаратной репозиции по существующему способу закрытой репозиции костных фрагментов, на примере перелома лодыжек, отсутствует жесткое пространственное закрепление обоих или одного дистального или проксимального отделов голени относительно трех взаимно перпендикулярных плоскостей, лежащих выше или ниже линии перелома, т.е. они относительно друг друга подвижны, сохраняют все направления движения, свойственные свободному телу в пространстве. При этом выбор числа уровней фиксации костных фрагментов выбирается без учета рычаговых свойств каждого костного фрагмента, которые необходимо нейтрализовать по силовым нагрузкам на каждом уровне фиксации относительно трех взаимно перпендикулярных плоскостей. Однорычаговый перелом (с линией излома, нарушающей целостность кости вдоль ее длины в пределах метафизарной зоны) необходимо фиксировать на трех уровнях, двухрычаговый перелом (с линией излома, нарушающей целостность кости вдоль ее длины в метадиафизарной или диафизарной части) необходимо фиксировать на четырех уровнях (Пичхадзе И.М., 1994).

Из-за этого затрудняется не только точное совмещение костных отломков по ранее существующему способу репозиции, но и их удерживание наложенной гипсовой повязкой во вправленном состоянии, которое особенно выражено при спадении посттравматического отека, т.к. образуется избыточный люфт, проксимального и дистального костных фрагментов поврежденного сегмента конечности относительно друг друга, постепенное их "раскачивание" выше и ниже линии перелома, а следовательно, увеличивается амплитуда патологических движений поврежденных костных фрагментов в трех взаимно перпендикулярных плоскостях в пределах наложенных средств внешней фиксации, к примеру, гипсовой повязки.

Задачей настоящего изобретения является создание способа закрытой репозиции внутрисуставных и внесуставных переломов длинных костей в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, позволяющим уменьшить вероятность ранних и поздних осложнений и сократить сроки лечения.

Для достижения этого технического результата в способе репозиции переломов, включающем в себя закрепление поврежденного сегмента и приложение основного усилия достаточной для предотвращения смещений величины на костные фрагменты через мягкие ткани, закрепление осуществляют по меньшей мере в двух точках на крайних уровнях поврежденного сегмента или сочленяющегося с ним сегмента выше и ниже места повреждения, причем обе точки закрепления жестко фиксированы между собой на заданном расстоянии друг от друга вдоль продольной оси поврежденного сегмента, соответствующей его анатомической оси до повреждения, жестко закрепляют в одной из этих точек проксимальный - верхний конец поврежденного сегмента или ближайший к нему конец сочленяющегося с ним сегмента для предотвращения его поступательных смещений по крайней мере в плоскости, перпендикулярной продольной оси, жестко закрепляют в другой точке дистальный - нижний конец поврежденного сегмента и ближайший к нему конец сочленяющегося с ним сегмента для предотвращения его поступательных смещений как вдоль продольной оси, так и в перпендикулярной ей плоскости, после чего прикладывают основное усилие и жестко фиксируют область его приложения относительно по крайней мере двух уровней закрепления так, что в плоскости возможного смещения костных фрагментов одновременно образуются по крайней мере три не лежащие на одной прямой площадки фиксации поврежденного сегмента, две из которых расположены в соответствующем уровне закрепления поврежденного сегмента, для нейтрализации известных смещающих усилий в поврежденном сегменте.

Кроме того, перед жесткой фиксацией области приложения основного усилия со стороны поврежденного сегмента, обратной стороне приложения основного усилия, прикладывают дополнительное усилие в направлении, обратном направлению приложения основного усилия, после чего жестко фиксируют как область приложения основного усилия, так и область приложения дополнительного усилия с образованием в каждой плоскости возможного смещения для каждого костного фрагмента в поврежденном сегменте по крайней мере трех не лежащих на одной прямой площадок фиксации.

При этом в случае внутрисуставного перелома обе точки закрепления располагают выше и ниже суставной щели поврежденного сустава, причем сегмент, лежащий ниже - дистальнее суставной щели поврежденного сустава, ориентируют в среднефизиологическом положении относительно верхнего - проксимального сегмента.

В случае же внесуставного перелома обе точки закрепления располагают на удаленных друг от друга концах костных фрагментов поврежденного сегмента.

Основное и дополнительное усилия прикладывают как руками хирурга и его помощников, так и с помощью репонирующих "щечек" аппаратов заданной площади и заданного профиля для ограничения до минимума возможных смещений костных фрагментов поврежденного сегмента от его анатомической оси, поверхность которых со стороны, обращенной к поверхности поврежденного сегмента, снабжают мягкой прокладкой, эластичность которой близка к эластичности подлежащих мягких тканей поврежденного сегмента.

Величины основного и дополнительного усилий выбирают в пределах физиологически допустимых значений давления рук хирурга и опорной поверхности соответствующей репонирующей "щечки" аппарата на подлежащие мягкие ткани поврежденного сегмента, при этом учитывают гипотрофию со временем подлежащих мягких тканей поврежденного сегмента.

В процессе закрепления поврежденного сегмента и по крайней мере перед приложением основного и дополнительного усилий устраняют отек мягких тканей в областях соответственно упомянутого закрепления поврежденного сегмента и областях приложения основного и дополнительного усилий.

Характерно, что закрепление поврежденного сегмента и приложение основного и дополнительного усилий осуществляют при максимально возможном приближении областей приложения соответствующих усилий к анатомическим костным образованиям поврежденного сегмента или сочленяющегося с ним сегмента.

Из уровня техники неизвестны объекты с раскрытыми выше совокупностями существенных признаков, что позволяет считать данное изобретение соответствующим условию патентоспособности "новизна". Из уровня техники также неизвестны объекты с раскрытыми выше совокупностями отличительных существенных признаков, что позволяет считать рассматриваемое изобретение соответствующим условию патентоспособности "изобретательский уровень". Ниже будет показано, что данная группа изобретений соответствует и условию патентоспособности "промышленная применимость".

Рассматриваемое изобретение поясняется чертежами, на которых для случая переломов голень-стопа изображено следующее: фиг. 1 представляет схему приложения усилий при общепринятом аппаратном способе закрытой репозиции переломов; фиг. 2 представляет схему приложения усилий при общепринятом ручном способе закрытой репозиции переломов; фиг. 3 представляет биокинематические схемы соединения костных фрагментов сегмента голень-стопа и приложения соответствующих усилий при закрытой аппаратной репозиции внутрисуставных и внесуставных переломов; фиг. 4 представляет схему приложения усилий при заявленном аппаратном способе закрытой репозиции в случае внутрисуставного перелома; фиг. 5 представляет схему приложения усилий при заявленном аппаратном способе закрытой репозиции в случае внесуставного перелома; фиг. 6 является схемой устройства для закрытой репозиции переломов по настоящему изобретению; фиг. 7 дает более подробную схему репонирующего узла в устройстве для закрытой репозиции и фиксации переломов по фиг. 6.

Чтобы сделать основную идею изобретения более наглядной, рассмотрим поврежденный сегмент голень-стопа как чисто биохимическую систему.

На фиг. 3а показаны биокинематическая схема сегмента голень-стопа и анатомическая ось голени Г (штрихпунктир). В точках сочленения голени с соседними сегментами (бедром Б и стопой С) заданы оси декартовых координат, в которых оси YZ задают фронтальную плоскость, оси XZ - сагиттальную плоскость, а оси XY - горизонтальную плоскость интересующего нас сегмента.

Все известные соединения костей с движением между ними являются видами биокинематических пар. Теоретически они рассматриваются как жесткие системы, для чего принимается ряд допущений. Например, кость предполагается абсолютно твердым телом, связки и другие связи в суставе жесткими, геометрическая форма суставных концов костей идеальной, в кинематической паре исключается зазор и т.д.

Из соблюдения этих условий будет следовать то, что накладываемые на теоретическую кинематическую пару геометрические или силовые связи исключают (уничтожают) те или иные степени свободы, свойственные свободному телу в пространстве. В результате мы получим теоретические модели суставов с одной, двумя и тремя степенями свободы.

Суставы человеческого тела классифицируются в зависимости от формы суставных поверхностей на три основные группы: трехосевые (тазобедренный, плечевой); двухосевые (лучезапястный, коленный); одноосевые (голеностопный, плечелоктевой).

В существующем подходе считается, что дистальный отдел, например бедра, относительно проксимального отдела голени имеет две степени свободы: вращение вокруг оси Y и вокруг оси Z, а стопа - одну степень свободы: вращение вокруг оси Y.

Современной биомеханикой признано также, что травматическое смещение является продолжением (превышением) нормального движения в биокинематической паре, а лечение (репозиция) - движением в обратном направлении. По существу же классификации травматических смещений по направлениям (классификации вывихов, подвывихов) настолько искусственно упрощаются для каждого сустава, что фактически охватывают отдельные, чаще всего встречающиеся, так называемые "типичные" смещения. Например, в голеностопном суставе признаются только два нормальных движения: сгибание и разгибание (блоковидный сустав). Напомним, что поступательные движения в суставе отрицаются, а классификации травматических смещений применяются с пронационно-абдукционным, супинационно-абдукционным, ротационным смещением и раздроблением нижнего эпифиза большеберцовой кости, что противоречит одно другому. Отмеченные в голеностопном суставе нормальные движения и все смещения, кроме раздробления, являются вращательными, а лечебные ручные способы описаны как встречные сдавливающие движения рук хирурга на область лодыжек. Так можно устранить лишь поступательные смещения (кнаружи, кнутри, кпереди, кзади).

При переломе кости принято считать, что имеются четыре смещения по направлению: по длине (2 вида), в сторону (4 вида), под углом (4 вида) и ротация (2 вида). Эта классификация охватывает все 12 возможных по направлению смещений в сломанной кости, но ее упрощенное оформление не позволяет увидеть, что с точки зрения теории механики все это - поступательные и вращательные перемещения относительно трех взаимно перпендикулярных осей, иными словами, 6 степеней свободы, свойственных свободному телу в трехмерном пространстве.

Здесь напрашивается вывод, что, сколько возможных нормальных поступательных и вращательных движений имеется в неповрежденной биокинематической паре, столько будет таких же по направлению травматических смещений на уровне ее повреждения и столько же, но обратных по направлению репозиций и способов фиксации костных фрагментов средствами внешней фиксации в пределах поврежденного костного сегмента, преимущественно в направлении основного возможного смещения отломков.

Следовательно, в действительности любое звено биокинематической пары имеет относительно друг друга 6 степеней свободы: поступательные смещения по каждой из осей X, Y и Z и вращение вокруг каждой из осей X, Y и Z (фиг. 3а).

Так, имеются поступательные смещения дистального конца бедренной кости, равно как и вращение бедренной кости вокруг осей X, Y и Z, поступательные и вращательные движения блока таранной кости относительно суставной поверхности большеберцовой кости относительно осей X, Y и Z, но все они ограничены в норме величиной и формой суставных концов костей и окружающим их сухожильно-мышечным футляром.

При травме амплитуда перемещений костных фрагментов становится значительно больше, чем в норме, она определяется характером повреждения капсулы сустава, сухожилий, мышц и костей поврежденного сегмента. Травматическое смещение рассматривается как перемещение костных фрагментов с характерным изменением окружающих их тканей для каждого направления их перемещения, к примеру, в пространстве, в пределах частичного повреждения капсулы сустава, в пространстве, ограниченном поврежденной костью и мышцами, фасцией и неповрежденными кожными покровами над ним, в пространстве, ограниченном средствами внешней фиксации перелома.

Разумеется, величина перемещений в пространстве движения - зазоре - в соответствии с вышеуказанными степенями свободы различна. Это является проявлением следующей физической закономерности: ни изменение формы и размеров свободного тела, ни изменение формы и размеров ограниченного пространства, ни заполнение объема ограниченного пространства пластичным или упругим веществом не уничтожают возможность любого поступательного или вращательного направления движения свободного тела, пока сохраняется зазор. Недоучет этих условий как раз и не позволяет в известных способах и устройствах достичь технических результатов, обеспечиваемых настоящим изобретением.

Действительно, обратимся к фиг. 3б, где показана схема репозиции перелома лодыжек по известной методике, т.е. при внутрисуставных переломах. Согласно общепринятому взгляду положение дистального отдела голени поврежденного сегмента голень-стопа считается условно неизменным, т.е. невозможны поступательное и вращательное смещения по крайней мере в сагиттальной и фронтальной плоскостях, что на фиг. 3б показано черными кружками. Нетрудно видеть, что незакрепленная стопа (блок таранной кости) при повреждении костно-мышечного аппарата в области голеностопного сустава имеет шесть степеней свободы относительно суставной поверхности дистального отдела большеберцовой кости. Иными словами, для осуществления репозиции, даже если не требуется тракция (т.е. поступательное перемещение по оси Z), хирург должен перемещать стопу (блок таранной кости) по осям X, Y и ротировать ее на нужный угол вокруг любой из осей X, Y и Z в системе координат, связанной с дистальным отделом голени. В данном случае имеет место по меньшей мере пять степеней свободы относительно точки отсчета, за которую принято положение дистального отдела голени, считающееся неизменным. Возможность смещения стопы при этих степенях свободы и затрудняет выполнение точной репозиции дистального сегмента (или костного фрагмента) относительно "закрепленного" проксимального, особенно это выражено при сложных переломах, к примеру, при переломе двух лодыжек с переломом заднего края и вывихе стопы, переломе двух лодыжек с линией перелома лодыжек на уровне суставной щели голеностопного сустава с вывихом стопы кнаружи, т. е. когда имеется нестабильный перелом с большим повреждением сумочно-связочного аппарата и костей.

На фиг. 3в показана схема репозиции по настоящему изобретению. Согласно предлагаемому способу репозиции внутрисуставных переломов трубчатых костей закрепляется весь поврежденный сегмент и, возможно, сочленяющийся сегмент, лежащий по другую сторону от повреждения. К примеру, в случае перелома лодыжек, как показано на фиг. 3в, закреплению подлежит не дистальный отдел голени, как принято, а проксимальный отдел голени и стопа, т.е. крайние уровни поврежденного сегмента голень-стопа. При этом проксимальный отдел голени закрепляется жестко по крайней мере в плоскости осей X и Y для предотвращения поступательных смещений по этим осям, а стопа закрепляется жестко по всем осям X, Y и Z для предотвращения поступательных смещений стопы по этим трем осям (см. треугольники на соответствующих осях координат фиг. 3в). Т.е. вращательные перемещения поврежденных костных фрагментов, в частности длинного костного фрагмента голени вокруг осей X и Y, допустимы.

Указанное жесткое закрепление концов поврежденного сегмента или сочленяющегося с ним сегмента осуществляется на двух его крайних уровнях, жестко фиксированных между собой на заданном расстоянии вдоль продольной оси поврежденного сегмента, в качестве которой принимают его анатомическую ось до повреждения. На фиг. 3в, как на фиг. 3б, жесткая связь двух уровней закрепления условно показана жирной линией Ж. Дистальный относительно повреждения сегмент (в данном случае стопу) ориентируют при закреплении в среднефизиологическом положении относительно проксимального сегмента. При необходимости до закрепления осуществляют тракцию до восстановления анатомической длины поврежденного сегмента, устраняют грубые деформации (вывих) и ротационные смещения относительно оси Z.

После жесткого закрепления поврежденного сегмента в указанных двух уровнях получается система, показанная на фиг. 3в, в которой длинный костный фрагмент голени может вращаться вокруг осей X и Y, а сохранившаяся суставная поверхность дистального метаэпифиза большеберцовой кости предотвращает поступательные смещения блока таранной кости (т.е. стопы) по оси Z.

Следовательно, дистальный конец длинного костного фрагмента голени, закрепленный в своем проксимальном (неповрежденном) конце, имеет реально только две степени свободы: вращение вокруг осей X и Y. В этом случае репозиция сводится к приложению репонирующего усилия (стрелка Р. на фиг. 3в) к незакрепленному дистальному концу более длинного костного фрагмента поврежденного сегмента по нормали к его анатомической оси до повреждения, обратном направлению смещения этого конца при переломе. За счет двух оставшихся степеней свободы длинного костного фрагмента его повреждений (незакрепленный) конец под действием репонирующего усилия надлежащим образом совмещается с жестко закрепленным (благодаря жесткому закреплению дистального сегмента - в данном конкретно приведенном примере перелома лодыжек, суставная поверхность дистального метаэпифиза большеберцовой кости с суставной поверхностью блока таранной кости). После этого может быть осуществлена жесткая фиксация поврежденного сегмента с помощью гипсовых повязок, повязок, изготовленных из синтетических материалов, ортезов и т.д. с приложением, если это необходимо, с обратной стороны навстречу репонирующему усилию противодействующего дополнительного усилия. Области приложения обоих усилий могут жестко фиксироваться относительно заранее спланированных уровней поврежденного сегмента конечности.

Следует особо отметить, что жесткое закрепление концов поврежденного сегмента или сочленяющегося с ним сегмента осуществляется как можно ближе к анатомическим костным выступам - анатомическим образованиям этих сегментов. В случае внутрисуставных и внесуставных переломов голени такими анатомическими образованиями будут: наружная и внутренняя поверхности пяточной кости, пяточный бугор, плюсневые кости, наружная и внутренняя лодыжки, внутренний и наружный мыщелки большеберцовой кости, головка малоберцовой кости, передняя и внутренняя поверхность голени, бугристость большеберцовой кости и т.д.

Благодаря этому закрепление поврежденного сегмента будет действительно жестким, т.к. толщина мягких тканей на этих выступах минимальна, и при гипотрофии мягких тканей со временем не произойдет смещения отломков.

Если упомянутые анатомические костные образования скрыты в мышечной ткани с посттравматическим отеком, то этот отек предварительно устраняется как в местах закрепления сегмента, так и в местах приложения репонирующего и дополнительного усилий.

Все вышесказанное относилось в значительной мере к внутрисуставным переломам. При этом необходимо оба уровня закрепления располагать выше и ниже суставной щели поврежденного сустава, как это показано на фиг. 3а на примере повреждения голеностопного сустава. Сегмент, лежащий ниже суставной щели поврежденного сустава, ориентируют относительно верхнего в среднефизиологическом положении.

В случае же внесуставного перелома закреплению подлежат крайние точки поврежденного сегмента. При этом, как показано на фиг. 3г, в процессе закрепления один из поврежденных костных фрагментов (как правило, более короткий) совмещают с продольной осью поврежденного сегмента (т.е. с его анатомической осью до повреждения) и дополнительно фиксируют его в этом положении. Нетрудно заметить, что все остальные операции предлагаемого способа выполняются аналогично случаю внутрисуставного перелома (фиг. 3в).

Предлагаемый способ репозиции внесуставных переломов базируется на той же биомеханической модели, которая была рассмотрена ранее в связи с репозицией внутрисуставных переломов. В способе внесуставных переломов, при репозиции закрепляют поврежденный сегмент и сочленяющийся с ним сегмент по обе стороны от повреждения по краям поврежденного сегмента (либо на удаленных от поврежденного сустава составляющих его сегментов), причем точки закрепления также жестко фиксируются между собой на заданном расстоянии вдоль продольной оси поврежденного сегмента, закрепление препятствует только поступательным смещениям закрепленных концов.

Существенным же признаком предложенного способа репозиции является то, что области приложения упомянутых усилий жестко фиксируют относительно уровней закрепления поврежденного сегмента конечности, при однорычаговом внутрисуставном переломе на трех уровнях, при двухрычаговом внесуставном переломе на четырех уровнях.

На фиг. 4а показана схема приложения репонирующего усилия в рассмотренном способе репозиции, т.е. в случае смещения отломков - в данном случае кнаружи. Область приложения репонирующего усилия отмечена на фиг. 4а буквой Т. Кроме того, на фиг. 4а отмечены буквами Ф, Ц и Ч, Ш области жесткого закрепления конечности в плоскости смещения костного фрагмента, соответствующие треугольным указателям на фиг. 3в. Из фиг. 4а видно, что области Ц, Т и Ш образуют между собой треугольник. Области Ц и Ш заранее жестко фиксированы между собой (связь Ж на фиг. 3в) и создают противодействие репонирующему усилию Т, позволяя осуществить репозицию по выше рассмотренному способу репозиции одному хирургу, без посторонней помощи. После совмещения концов костных фрагментов или в случае перелома без смещения (фиг. 4б) область Т приложения репонирующего усилия (в способе репозиции) жестко фиксируется относительно областей Ц и Ш. При этом все три упомянутых области лежат в плоскости возможного смещения костных фрагментов, но не лежат на одной прямой, а составляют треугольник, являющийся, как известно из механики, наиболее жесткой фигурой. Поэтому фиксация перелома по рассматриваемому способу репозиции происходит надежно.

В некоторых случаях для предотвращения смещения костных фрагментов в противоположную сторону под действием усилия Т с обратной стороны поврежденного сегмента навстречу основному усилию Т прикладывают дополнительное усилие, обозначенное на фиг. 4б буквой Д. Область его приложения также образует треугольник, но уже с областями Ф и Ч.

Следует отметить, что области приложения основного Т и дополнительного Д усилий располагаются так, что захватывают оба поврежденных костных фрагмента, а не один из них.

Таким образом, благодаря жесткой взаимной фиксации областей приложения основного (репонирующего) и дополнительного усилий с уровнями закрепления поврежденного сегмента и ранее приложенной жесткой фиксации этих уровней между собой в способе фиксации переломов обеспечивается постоянство в действии указанных усилий. При этом области приложения указанных усилий могут охватывать поврежденный сегмент на разных уровнях поврежденного сегмента конечности так, чтобы предотвратить возможные поступательные и вращательные смещения в разных плоскостях, не обязательно проходящих через продольную ось поврежденного сегмента, за счет увеличения сектора фиксации (фиг. 4в).

Основное (репонирующее) и дополнительное усилия можно прикладывать с помощью жестких прокладок Е (фиг. 4в) с подстилающей мягкой прокладкой М (фиг. 4) заданного профиля и заданной площади для ограничения до минимума возможных смещений костных фрагментов поврежденного сегмента, чтобы величины этих усилий лежали в пределах физиологически допустимых значений давления опорной поверхности соответствующей накладки на подлежащие ей мягкие ткани поврежденного сегмента. При этом величины указанных усилий выбираются с учетом гипотрофии этих тканей со временем.

В рассмотренном способе закрытой репозиции переломов вышеупомянутые усилия прикладывают как можно ближе к анатомическим костным образованиям поврежденного сегмента или сочленяющегося с ним сегмента. Анатомическими костными образованиями поврежденного сегмента конечности голень-стопа на уровне проксимального отдела голени являются область бугристости большеберцовой кости, внутренний и наружный мыщелки голени, верхняя треть малоберцовой кости. На уровне дистального отдела голени - область внутренней и наружней лодыжек, передний край большеберцовой кости, нижняя треть малоберцовой кости и нижняя треть малоберцовой кости. На уровне стопы - область пяточного бугра, внутренняя и наружная поверхность пяточной кости, передний и задний отделы стопы. Кроме того, при необходимости в областях приложения указанных усилий и в областях закрепления поврежденного сегмента устраняют отек мягких тканей, выжимают гематому.

На фиг. 5а показана схема приложения усилий в плоскости смещения костного фрагмента в случае внесуставного перелома голени. В соответствии с вышерассмотренной схемой фиг. 3г дистальный фрагмент закрепляется не только областями Ф и Ц, но и дополнительными областями И и К. Репонирующее усилие прикладывается в области Т вблизи поврежденного конца длинного фрагмента, проксимальный конец которого закреплен в областях Ч и Ш. Фиг. 5б иллюстрирует способ фиксации внесуставного перелома голени, аналогичный вышерассмотренному способу по фиг. 4б, но с добавлением областей И и К закрепления.

На рассмотренных фиг. 3, 4 и 5 представлены схемы осуществления способа репозиции переломов по настоящему изобретению. Реальное же осуществление этого способа может выполняться, например, с помощью устройства, схема которого представлена на фиг. 6.

Это устройство содержит основание 1, выполненное, например, в виде штанги. На основании 1 установлены первый и второй узлы 2, 3 закрепления сегмента с возможностью их жесткого крепления на основании 1 на заданном расстоянии друг от друга. Это может быть выполнено, например, путем жесткого скрепления узла 2 с основанием 1 (сваркой, болтами, изготовлением в виде единого элемента и т.д.) и выполнением узла 3, перемещающимся вдоль основания 1, например, с помощью обоймы 4 на конце узла 3, имеющей скользящую посадку, и с соответствующими крепежными элементами 5. Кроме того, на основании 1 установлен по меньшей мере один репонирующий узел 6 с возможностью перемещения вдоль основания 1 между узлами 2, 3 закрепления сегмента, например, с помощью такой же обоймы 7 со скользящей посадкой и с соответствующими крепежными элементами 8. Для предотвращения проворачивания узлов 3 и 6 вокруг основания 1 оно может быть выполнено профилированным (прямоугольным, шестигранным и т. п.), а обоймы 4 и 7 будут при этом иметь такую же форму, как и сечение основания 1. Крепежные элементы 5 и 8 могут быть фиксирующими винтами.

Обоймы 4 и 7 могут быть разрезными, тогда крепежные элементы 5 и 8 будут винтами, стягивающими края этих обойм. Вообще говоря, конкретная конструкция обойм 4, 7 и крепежных элементов 5, 8 не являются предметом настоящего изобретения и могут быть любыми, обеспечивающими возможность установки узлов 2, 3 и 6 на заданных расстояниях друг от друга вдоль основания 1. Более того, и основание 1 может быть любым, например, в виде пластины с продольным пазом, вдоль которого перемещаются концы узлов 3 и 6, фиксируемые в требуемых положениях винтами с обратной стороны пластины.

Форма конкретного выполнения узлов 2 и 3 определяется тем, какой именно сегмент предстоит репонировать. На фиг. 6 показано устройство для репозиции переломов в области голеностопного сустава. В таком устройстве первый узел 2 закрепления сегмента выполнен в виде обоймы 9 под пятку, снабженной фиксирующей скобой 10, которая крепится одним своим концом к краю обоймы 9 на шарнирном соединении, а другим концом может крепиться к другому концу обоймы 9 для жесткого закрепления стопы в обойме 9. Благодаря такой конструкции предотвращается возможность поступательных смещений стопы по всем трем координатным осям.

В устройстве для репозиции и фиксации внутрисуставных и внесуставных переломов голени, показанном на фиг. 6, второй узел 3 закрепления сегмента выполнен, например, в виде вилки 11 с расширяющимися концами и прижимной планки 12, которая может перемещаться относительно концов вилки 11 в плоскости этой вилки 11. Благодаря этому обеспечивается жесткое закрепление верхнего (проксимального) конца голени, предотвращающее его поступательные перемещения в плоскости, перпендикулярной оси 13 голени. При этом узлы 2 и 3 выполнены и размещены в пространстве так, чтобы стопа при ее закреплении в обойме 9 находилась в среднефизиологическом положении относительно продольной оси 13, которая соответствует анатомической оси голени до ее повреждения.

Репонирующий узел 6 может быть выполнен (фиг. 7) в виде стойки 14, прикрепленной (например, сваркой) одним своим концом к обойме 7 и имеющей на другом конце втулку 15, ось отверстия которой перекрещивается с продольной осью основания 1 под прямым углом. Во втулке 15 может помещаться и фиксироваться винтом скоба 17, охватывающая голень. К примеру, эта скоба 17 может представлять собой половину или две трети или другую часть плоского в сечении кольца, при этом втулка 15 должна иметь отверстие того же сечения, что и поперечное сечение скобы 17. В скобе 17 имеется сквозное щелевидное отверстие, вдоль которого могут перемещаться невыпадающие сухари 18 с резьбовыми отверстиями. В этих отверстиях перемещаются резьбовые стержни 19, на концах которых, направленных на голень, установлены свободно вращающиеся жесткие нажимные пластины 20, которые могут быть снабжены мягкой прокладкой со стороны, обращенной к голени. Эластичность такой прокладки близка к эластичности подлежащих мягких тканей поврежденной голени, а форма и размеры нажимных пластин 20 таковы, чтобы охватить голень в области перелома. Для предотвращения вывинчивания стержней 19 из сухарей 18 на стержнях 19 с внешней стороны скобы 17 могут быть предусмотрены контргайки (не показаны).

Репозиция перелома лодыжек с помощью рассмотренного устройства заключаются в следующем. Поврежденный сегмент конечности голень - стопа, к примеру при переломах лодыжек, т.е. стопу и голень, жестко закрепляют в узлах 2 и 3, регулируя расстояние между ними так, чтобы узел 3 приходился на бугристость большеберцовой кости, наружный и внутренний мыщелки большеберцовой кости, т. е. на ту область верхней трети голени, где имеются анатомические костные образования с минимальным объемом мягких тканей над ними. При этом закрепление верхнего конца голени будет действительно жестким. Усилия, с которыми устанавливаются скоба 10 и планка 12, выбирают в пределах физиологически допустимых значений давления на мягкие ткани, иначе говоря, чтобы не допустить ишемии мягких тканей под поверхностями закрепления.

Следует отметить, что стопу и верхний конец голени закрепляют в узлах 2 и 3 таким образом, чтобы они находились друг по отношению к другу на одной прямой. Это обеспечивается как конструкцией узлов 2 и 3 и всего устройства, так и осуществлением предварительным вправлении вывиха, устранении ротационных смещений и т.п.

После жесткого закрепления концов поврежденного сегмента или сочленяющегося с ним сегмента (в данном случае, верхнего конца голени и стопы) по меньшей мере один репонирующий узел 6 закрепляют на основании 1 в таком положении, чтобы скоба 17 охватывала место перелома или по крайней мере находилась в максимальной близости от этого места. В случае внесуставного перелома на основании 1 устанавливают два одинаковых репонирующих узла 6. После закрепления узла 6 на основании 1 элементом 8 поворачивают скобу 17 вокруг оси 13 так, чтобы пластины 20 находились с противоположных сторон голени, при этом одна из пластин 20 должна располагаться с той стороны, куда смещен поврежденный конец большеберцовой кости. Следует отметить, что при необходимости в скобе 17 можно установить и большее, чем показано на фиг. 7, число стержней 19 с пластинами 20.

После закрепления скобы 17 элементом 16 и установки пластин 20 на выбранных уровнях голени вращением соответствующего стержня 19 осуществляют репозицию поврежденного конца большеберцовой кости до его надлежащего анатомического совмещения с ответным костным фрагментом. Контроль такого совмещения может выполняться как пальпаторно, так и с помощью рентгена, для чего детали репонирующего узла 6 могут выполняться из пластмассы или иных рентгенонеконтрастных материалов. После совмещения поврежденных костных фрагментов вращением противолежащего стержня 19 обеспечивают приложение дополнительного усилия с обратной стороны поврежденного голеностопного сустава для предотвращения смещения костных фрагментов в другую сторону. Затем стержни 19 могут фиксироваться контргайками.

Жесткое закрепление стопы и верхнего конца голени с помощью узлов 2 и 3, как уже отмечено, предотвращает возможность их поступательных перемещений в плоскости, перпендикулярной оси 13, но оставляет возможность вращательных движений поврежденной кости вокруг координатных осей, лежащих в упомянутой плоскости. Именно благодаря этому в рассмотренном устройстве можно осуществить способ репозиции, описанный выше. Как уже отмечалось, для других поврежденных сегментов конструкция устройства для репозиции и фиксации переломов будет иной.

Использование репозиционно-фиксационных устройств, подобных описанному, и фиксация переломов с помощью гипсовой повязки и ее заменителей, соответствующая рассмотренному способу, показали, что существенно повышается точность закрытой репозиции костных фрагментов, тогда как трудоемкость выполняемых при этой действий значительно уменьшается, упрощается построение репозиционно-фиксационных аппаратов, биомеханически обосновываются величина и форма применяемых средств иммобилизации, лечебных повязок изготовленных из гипса и гипсозаменителей, ортезов для различных уровней повреждения костей и суставов.

Рассмотренное описание конкретных реализаций заявленных способов и конкретного примера выполнения заявленного устройства приведено в целях иллюстрации и ни в коей мере не ограничивает объем настоящего изобретения, охарактеризованный в формуле изобретения, которая охватывает и все возможные варианты и модификации, вытекающие из нее.

Формула изобретения

1. Способ закрытой репозиции переломов, включающий в себя закрепление поврежденного сегмента и приложение репонирующего усилия достаточной для репозиции величины на костные фрагменты через мягкие ткани, отличающийся тем, что упомянутое закрепление осуществляют по меньшей мере в двух точках на крайних уровнях поврежденного сегмента или сочленяющегося с ним сегмента и выше, и ниже места повреждения, причем обе точки закрепления жестко фиксированы между собой на заданном расстоянии друг от друга вдоль продольной оси поврежденного сегмента, соответствующей его анатомической оси до повреждения, жестко закрепляют в одной из этих точек проксимальный конец поврежденного сегмента для предотвращения его только поступательных смещений по крайней мере в плоскости, перпендикулярной упомянутой продольной оси, жестко закрепляют в другой точке дистальный конец поврежденного сегмента или ближайший к нему конец сочленяющегося с ним сегмента для предотвращения его только поступательных смещений как вдоль упомянутой продольной оси, так и в перпендикулярной ей плоскости, после чего прикладывают репонирующее усилие к упомянутой продольной оси в направлении, обратном направлению смещения незакрепленного конца упомянутого длинного костного фрагмента поврежденного сегмента до его надлежащего анатомического совмещения с ответным костным фрагментом поврежденного сегмента.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае внутрисуставных переломов оба уровня закрепления располагают выше и ниже суставной щели поврежденного сустава, причем сегмент, лежащий ниже суставной щели поврежденного сустава, ориентируют в среднефизиологическом положении верхнего костного фрагмента.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае внесуставных переломов в процессе закрепления совмещают один из костных фрагментов с упомянутой продольной осью поврежденного сегмента, соответствующей его анатомической оси до повреждения, и дополнительно фиксируют этот костный фрагмент в таком положении, после чего прикладывают упомянутое репонирующее усилие к другому костному фрагменту поврежденного сегмента.

4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что после надлежащего анатомического совмещения концов костных фрагментов поврежденного сегмента прикладывают дополнительное усилие в направлении, обратном направлению репонирующего усилия, и с обратной стороны поврежденного сегмента по отношению к стороне приложения репонирующего усилия.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что после надлежащего анатомического совмещения концов костных фрагментов поврежденного сегмента сохраняют репонирующее усилие и дополнительное усилие в течение заданного временного интервала.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что жестко фиксируют области приложения репонирующего и дополнительного усилий относительно по меньшей мере упомянутых двух уровней закрепления так, что по крайней мере в плоскости репозиции смещенных костных фрагментов поврежденного сегмента образуются по меньшей мере три не лежащие на одной прямой площадки фиксации поврежденного сегмента, две из которых расположены в соответствующем уровне закрепления поврежденного сегмента, для нейтрализации известных смещающих усилий в поврежденном сегменте.

7. Способ по п.4, отличающийся тем, что репонирующее и дополнительное усилия прикладывают с помощью накладок заданной площади и заданного профиля для ограничения до минимума возможных смещений костных фрагментов поврежденного сегмента от его анатомической оси.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что снабжают упомянутые накладки со стороны, обращенной к поверхности поврежденного сегмента, мягкой прокладкой, эластичность которой близка к эластичности подлежащих мягких тканей поврежденного сегмента.

9. Способ по п.7 или 8, отличающийся тем, что величины репонирующего и дополнительного усилий выбирают в пределах физиологически допустимых значений давления опорной поверхности соответствующей накладки на подлежащие мягкие ткани поврежденного сегмента.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что величины репонирующего и дополнительного усилий выбирают с учетом гипотрофии со временем подлежащих мягких тканей поврежденного сегмента.

11. Способ по любому из пп.1 - 10, отличающийся тем, что в случае закрытого перелома репонирующее и дополнительное усилие прикладывают вблизи поврежденного конца длинного костного фрагмента поврежденного сегмента.

12. Способ по любому из пп.1 - 10, отличающийся тем, что в случае открытого перелома репонирующее и дополнительное усилия прикладывают выше или ниже области повреждения мягких тканей над областью повреждения сегмента, но вне области открытого перелома.

13. Способ по любому из пп.1 - 12, отличающийся тем, что в процессе закрепления поврежденного сегмента и по крайней мере при его репозиции устраняют отек мягких тканей в областях соответственно упомянутого закрепления поврежденного сегмента и приложения репонирующего и дополнительного усилий.

14. Способ по любому из пп.1 - 13, отличающийся тем, что закрепление поврежденного сегмента и приложение репонирующего и дополнительного усилий осуществляют при максимально возможном приближении областей приложения соответствующих усилий к анатомическим костным выступам этого сегмента или сочленяющегося с ним сегмента.

15. Способ по п.2, отличающийся тем, что перед упомянутым закреплением поврежденного сегмента устраняют вывих сочленяющегося с ним сегмента.

16. Способ по п.3, отличающийся тем, что перед упомянутым закреплением поврежденного сегмента устраняют грубые деформации костных фрагментов поврежденного сегмента.

17. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что перед упомянутым закреплением поврежденного сегмента устраняют ротационное смещение костных фрагментов поврежденного сегмента или сочленяющегося с ним сегмента.

18. Способ по п.2, отличающийся тем, что перед упомянутым закреплением поврежденного сегмента осуществляют тракцию поврежденного сегмента до восстановления анатомической длины поврежденного сегмента и сочленяющегося с ним сегмента со стороны повреждения.

19. Способ по п.3, отличающийся тем, что перед упомянутым закреплением поврежденного сегмента осуществляют тракцию поврежденного сегмента до восстановления его анатомической длины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11