Устройство для определения врожденных деформаций грудной клетки у детей

 

Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедии, в частности к устройствам для диагностики воронкообразной и килевидной деформации грудной клетки. Устройство для определения врожденных деформаций грудной клетки у детей состоит из двух несущих планок с ручками и 50 свободно двигающихся измерительных стержней длиной 11 см. Стержни находятся между собой на расстоянии 2 мм и входят в полукружные пазы на одной из планок. Пазы сделаны строго перпендикулярно к длиннику планки на одинаковом расстоянии друг от друга, что исключает наклон стержней и способствует выдерживанию точного расстояния между ними. На другой планке укреплена резиновая прижимная накладка. Планки между собой фиксируются двумя болтами. Каждый стержень градуирован измерительной шкалой через 1 мм. Технический результат заключается в повышении точности определения контуров передней грудной стенки и упрощении конструкции и методики торакометрии воронкообразной и килевидной деформациях грудной клетки с возможностью сравнительного анализа при исследовании в динамике до операции и после хирургического вмешательства. 5 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедии, в частности к устройствам для диагностики воронкообразной и килевидной деформаций грудной клетки.

Для диагностики врожденных деформаций грудной клетки в настоящее время используются различные методы и устройства. К ним можно отнести фотографирование грудной клетки, торакометрию, гониометрию, измерение объема воронкообразной впадины, площади входа во впадину, определение индексов грудной клетки (показатели уплощения, подвижности грудной клетки, Цимсена, Эрисмана, Марти, Амара), рентгенографию, компьютерную томографию, ЯМР-исследование.

Наибольшее практическое значение имеют торакометрия, рентгенография, компьютерная и МР-томография, позволяющие установить степень и характер изменений деформации грудной клетки, проследить динамику их развития, выявить тенденцию к прогрессированию или стабилизации, решить вопрос о методике лечения, определить объем хирургического вмешательства.

Нами проведен анализ научной литературы по данному вопросу. В книге М.Л. Дмитриева, Г.А. Баирова, К.С. Тернового, Л.В. Прокопова "Костно-пластические операции у детей", 1974, с. 227, описано определение характера деформации грудной клетки путем изгибания по контуру деформации свинцовой проволоки с воспроизведением контурограммы на бумаге. По ней можно определить объем резекции сегментов ребер до оперативного вмешательства.

Данная методика несовершенна из-за возможности разрыва проволоки после нескольких движений на изгиб. Кроме того, довольно сложно производить изгибание проволоки согласно деформации грудной клетки с возможными вследствие этого неточностями диагностики.

В книге В.К. Урмонаса, Н.И. Кондрашина "Воронкообразная грудная клетка", 1983, с. 19-20, характер воронкообразной деформации грудной клетки определяется при помощи поливиковой полоски шириной 2-3 см, которая после погружения в теплую воду становится гибкой и мягкой. Она плотно прилегает к поверхности грудной клетки и позволяет получить точное очертание деформации. После затвердевания полоска со стороны спины пересекается и по ее очертанию на бумагу наносится контур грудной клетки.

Подобная методика требует длительного времени для полного затвердевания поливиковой полоски, иначе возможна ее подвижность с нарушением приобретенного контура. Деформацию грудной клетки следует определять на разных уровнях в зависимости от ее величины. Поэтому для определения контура деформации требуется значительное количество дорогостоящего материала поливика, который повреждается при каждом исследовании (пересекается со стороны спины).

В. К. Савченко предложил устройство для контурографии тела человека (Ортопедия, травматология и протезирование, 1982, N 4, с. 48-49). Предлагаемое устройство предназначено для обследования больных с ортопедической патологией, в особенности с патологией позвоночника и грудной клетки. Состоит из рамы, к которой крепятся направляющие. По ним перемещается ползун. Для фиксации ползуна имеются винты. К штоку крепится столик с лентопротяжным механизмом. Записывающее устройство - пантограф - подвижно крепится к основанию столика. Самописец, соединенный с тягами, перемещается по миллиметровой бумаге, закрепленной на столике. С помощью измерительного устройства можно проводить графическую запись, выраженную в линейных величинах, любых искривлений позвоночника или других участков тела в 3 плоскостях.

Результаты компьютерной рентгеновской и магнитно-резонансной томографии (Raithel H.J. et al., 1983; Monden J. et al, 1986; Nakahara K. et al., 1987; Haller J.J. et al., 1989) наиболее достоверны и могут быть использованы для определения грудного индекса, объемного индекса деформации, объема грудной клетки, объема впадины, индекса компрессии сердца, для расчета оптимального объема торакопластики и резекции деформированных ребер, а также для оценки формы грудной клетки и снятия торакометрических показателей до и после оперативного лечения.

Но данные исследования имеют значительные ограничения и затруднения для использования у детей. Поэтому КТ и МР-томография не могут широко применяться в детском возрасте. Объективная характеристика косметических дефектов передней стенки грудной клетки, сравнительный анализ торакометрических результатов исследования до операции и в различные сроки после торакопластики требуют создания новых более простых и доступных методов исследования костно-хрящевого каркаса грудной клетки.

В работе Г.С. Васильева, С.А. Полюдова и др. "Влияние субтотальной резекции реберных хрящей на основные размеры грудной клетки при ее воронкообразной деформации у детей" // Грудная и сердечно-сосудистая хирургия, 1992, N 7-8, с. 49-51, указано, что при анализе зависимости изменений внешних размеров грудной клетки по данным антропометрических исследований и внутренних размеров по данным компьютерной томографии выявлена полная идентичность, подтвержденная высокой степенью корреляции (r = 0,99). Поэтому для исследования формы грудной клетки при ее врожденной деформации можно эффективно применять торакометрические методы исследования. Авторами отмечается также и тот факт, что боковые и поперечный размеры грудной клетки после оперативного вмешательства не изменяются. Претерпевает изменение только сагиттальный размер. Иными словами, путем торакопластики удается ликвидировать дефицит между боковыми и сагиттальным размерами грудной клетки. Таким образом, для больных с деформациями грудной клетки (воронкообразной и килевидной) имеет практическое значение только форма передней стенки, которая, собственно, и подвергается исправлению.

Проведенными исследованиями патентной литературы выявлены различные приборы и устройства для определения контуров тела человека.

Так А.С. N 1683681, МПК A 61 B 5/107, Б.И. N 38, 1991 защищено "Устройство для определения контуров тела человека", содержащее вертикальный планшет, пластину со шкалой угловых перемещений, платформу с опорными планками и опорным элементом. На пластине установлено с возможностью поворота основание, снабженное шкалой линейных перемещений. На планке жестко закреплены вертикальные панели с подвижными горизонтальными стержнями. На одном из стержней закреплен кронштейн, на котором установлены на одной вертикали подпружиненный элемент индикации и контактный элемент. Элементы индикации горизонтальных стержней выполнены в виде литер. Определение контуров тела человека выполняется на бумаге, закрепленной на планшете и платформе посредством установки в требуемое положение основания и планки и выдвижением до контакта с телом горизонтальных стержней. Согласно представленным рисункам данное устройство используется в основном для контурографии нижних конечностей.

Патентом Франции N 2039434, МПК A 61 B 5/00, защищен прибор для определения размеров тела человека. Прибор для определения геометрических размеров тела человека имеет подвижную планку, перемещающуюся по вертикальной стойке со шкалой, и основание, на котором стоит человек.

Патентом Франции N 2113630, МПК A 61 B 5/00, защищено устройство для обмера контура тела, которое снабжено направляющим элементом, расположенным вокруг измеряемого тела, и зондом, перемещающимся вдоль направляющего элемента. Отличается тем, что в нем направляющий элемент содержит специальный механизм, при помощи которого зонд может быть закреплен на определенном расстоянии от измеряемого тела.

Патентом Франции N 2661600, МПК B 5/107, 5/11, защищено устройство для измерений протяженностей тела человека посредством градуирований и цифровых расчетов. Содержит несколько приборов, позволяющих специально подвести итог любых движений тела.

Патентом Франции N 2467580, МПК В 5/00; G 01 К 11/12, защищен термографический экран для обнаружения пороков развития груди. Имеет подложку из гибкого материала, снабженную по меньшей мере на одной из ее поверхностей термочувствительным слоем из соответствующих жидких кристаллов, удерживаемых на месте соответствующим связующим.

Наиболее близким техническим решением является торакометр Przybylski (1965), описанный в книге О.В. Дольницкого, Л.Н. Дирдовской "Врожденные деформации грудной клетки у детей", 1978, с. 26.

Торакометр представляет собой деревянное или металлическое кольцо диаметром 40 см, соединенное из 2 одинаковых частей завесами, что позволяет открывать и закрывать его. Кольцо укреплено на вертикальной стойке так, чтобы легко можно было менять высоту его расположения в зависимости от роста ребенка. В кольце имеется 12 сквозных каналов, расставленных через каждые 30'. В отверстия введены 12 стержней длиной 25 см с делениями через каждые 0,5 и 1 см. Каналы имеют строгое направление к центру. Ребенок становится внутрь кольца, стержни сдвигают к центру, достигая полного соприкосновения каждого из них со стенкой грудной клетки. В этом положении стержни фиксируются винтами. Исследование обычно проводят на месте соединения IV ребер с грудиной и в проекции мечевидного отростка. Полученные данные переносят на бумагу в масштабе 1:4.

Представленное устройство имеет ряд существенных недостатков.

1. Самым весомым недостатком является значительная неточность измерения контура деформации. Согласно представленным выше исследованиям Г.С. Васильева и соавт. (1992), практическое значение имеет при ВДГК и КДГК измерение деформации только передней стенки грудной клетки. А при данной методике для этой цели используются только 5 стержней, расположенных на значительном расстоянии друг от друга (чем старше ребенок, тем расстояние между точками измерения на грудной клетке будут больше). Кроме того, градация стержней идет через 5 мм, что тоже приводит к неточностям измерения. Соединяя искомые точки на бумаге, получают изломленную линию, значительно отличающуюся от истинного контура деформации грудной клетки; 2. При данной методике затруднено проведение измерения при деформациях грудной клетки, начинающихся на уровне III ребра. Для этого необходимо поднять кольцо по вертикальной стойке вверх. При этом руки пациента отводятся и поднимаются, что приводит к напряжению грудных мышц. Данный момент может приводить к дополнительному искажению истинной деформации.

3. Торакометр Przybylski стационарный и громоздкий, что затрудняет его использование для исследования контура грудной клетки у детей вне лечебного учреждения.

Этот торакометр взят в качестве прототипа.

Целью настоящего изобретения является повышение точности определения контуров передней грудной стенки и упрощение конструкции и методики торакометрии воронкообразной и килевидной деформации грудной клетки с возможностью сравнительного анализа при исследовании в динамике до операции и после хирургического вмешательства.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства, на фиг. 2 - вид сверху.

Устройство для определения врожденных деформаций грудной клетки у детей состоит из двух несущих планок 1 с ручками 2 и 50, свободно двигающихся измерительных стержней 3 длиной 11 см. Каждый стержень градуирован шкалой через 1 мм. Стержни находятся между собой на расстоянии 2 мм и входят в полукружные пазы 4 на одной из планок. Пазы сделаны строго перпендикулярно к длиннику планки на одинаковом расстоянии друг от друга, что исключает наклон стержней и способствует выдерживанию точного расстояния между ними. На другой планке укреплена резиновая прижимная накладка 5. Планки между собой фиксируются двумя болтами 6. Для более плотного прилегания стержней к передней поверхности ребер и грудины устройство изготовлено из металла. Общий вес составляет не менее 1 кг.

На фиг. 3 показано измерение устройством деформации грудной клетки у больного; на фиг. 4 - компьютерная томограмма больного с воронкообразной деформацией грудной клетки; на фиг. 5 - графическое изображение деформации грудной клетки у этого же больного после измерения предлагаемым устройством.

Работа с устройством для определения врожденных деформаций грудной клетки осуществляется следующим образом.

Пациента укладывают в положении лежа на жесткой горизонтальной поверхности. Измерения производят посегментно, начиная с III пары ребер и заканчивая VIII. Количество сегментов может колебаться в зависимости от протяженности деформации передней стенки грудной клетки.

Устройство берут за ручки 2 и устанавливают на уровне измеряемого сегмента перпендикулярно к туловищу пациента. Вывинчивают болты 6. При этом расстояние между планками 1 увеличивается и стержни 3 начинают опускаться по пазам 4 вниз и прилегают к передней грудной стенке, повторяя деформацию ее поверхности. Затем болты 6 завинчивают, расстояние между планками 1 уменьшается. Резиновая прижимная накладка 5 фиксирует стержни 3 в пазах 4. Устройство поднимают и снимают показатели шкалы каждого стержня. Пользуясь результатами измерений, получают графическое изображение измеряемого сегмента передней грудной стенки. В дальнейшем также производят измерение следующих сегментов грудной клетки.

Пример. Больной Т., 16 лет, находился на обследовании и лечении в клинике с 4.07.00 по 29.07.00 по поводу врожденной воронкообразной деформации грудной клетки III степени. Исследования, проведенные предлагаемым устройством (фиг. 5) и с помощью компьютерного рентгеновского томографа (фиг. 4), и их анализ выявили полную идентичность, подтвержденную высокой степенью корреляции (r = 0,99).

Преимуществами предложенного устройства для измерения деформации воронкообразной и килевидной деформаций грудной клетки по сравнению с прототипом являются: 1. Очень высокая точность измерения контура деформации грудной клетки, сравнимая с результатами исследования с помощью рентгеновского компьютерного томографа, подтвержденная высокой степенью корреляции (r = 0,99); 2. Возможность проводить измерение независимо от величины деформации грудной клетки и возраста пациента посегментно на уровне каждой пары ребер или через определенный промежуток (например, через 1 см); 3. Портативность устройства с возможностью проводить обследование пациентов вне лечебного учреждения (например, при осмотрах детей в школах и в детских садах); 4. В результате проведения повторных исследований и сохранения цифровых данных и графического изображения в компьютере имеется возможность довольно легко объективно проследить динамику развития деформации на уровне каждой пары ребер, оценить результаты хирургического лечения в различные сроки после операции, определить степень потери коррекции деформации по сравнению с первоначальной.

Формула изобретения

Устройство для измерения врожденных деформаций грудной клетки у детей, состоящее из каркаса и стержней, отличающееся тем, что оно изготовлено из металла в виде двух несущих планок с ручками, соединенных между собой двумя прижимными болтами, и 50 градуированных шкалой через 1 мм свободно двигающихся измерительных стержней длиной 11 см, входящих в полукружные пазы на одной из планок через 2 мм друг от друга, а на другой планке укреплена резиновая прижимная накладка.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5