Способ оценки степени деформаций диафиза трубчатой кости и определения величины и уровня коррекции деформации для ее хирургического исправления
Владельцы патента RU 2600070:
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г.А. Илизарова" Минздрава России ФГБУ "РНЦ "ВТО" им. акад. Г.А. Илизарова" Минздрава России (RU)
Изобретение относится к медицине, ортопедии и касается определения параметров при хирургической коррекции формы трубчатой кости. Для оценки степени деформаций диафиза трубчатой кости с определением величины и уровня коррекции деформации для ее хирургического исправления проводят предоперационную рентгенографию конечности в двух проекциях - фронтальной и сагиттальной. На рентгеновских снимках проводят измерение геометрических параметров кости, запись результатов измерений и их сравнение с усредненными значениями для нормальной кости, определяют уровень и величину коррекции. При этом при записи результатов измерений выполняют схематическое изображение трубчатой кости, отражающее наличие, величину, форму деформаций диафиза кости, а также положение суставных поверхностей относительно анатомической оси кости для каждой проекции. Для этого по рентгеновским снимкам определяют расположение биомеханической оси трубчатой кости как линии, проходящей через геометрические центры суставов, прилежащих к кости, и изображают ее прямым отрезком, длина которого равна длине участка между геометрическими центрами этих суставов. Определяют длину и форму анатомической оси, которая проходит через геометрические центры поперечных сечений кости - точки, соответствующие вершинам деформации кости. Изображают ее ломаной линией, соединяя отрезками эти точки. Совмещают начальные и конечные точки ломаной линии и прямого отрезка, отражающего биомеханическую ось кости. Измеряют кратчайшее расстояние от точек, соответствующих вершинам деформации кости, до прямого отрезка и обозначают его величину. Измеряют расстояние от начальной точки прямого отрезка до перпендикуляров к нему, проведенных из точек, соответствующих вершинам деформации, и обозначают его величину. В начальной и конечной точках проводят линии, соответствующие срединной линии суставной щели в данной проекции. Измеряют и обозначают величину углов между этими линиями и прямым отрезком, изображающим биомеханическую ось. Способ обеспечивает точность определения величин, характеризующих степень деформации кости, места ее расположения для планирования хирургического вмешательства, а также контроля его результатов. 6 ил.
Изобретение относится к области медицины, в частности к травматологии и ортопедии. Может быть использовано при решении диагностических задач и планировании оперативного вмешательства в клинической практике и научных исследованиях для оценки формы и особенностей анатомического строения трубчатой кости, определения исходных параметров для хирургической коррекции деформации.
Известны различные способы оценки степени деформации кости и методики определения уровня и величины коррекции для хирургического лечения деформации.
Известен способ дифференцированной оценки деформаций коленного сустава и выбора вида хирургического лечения при гонартрозе (RU 2498772). Способ включает рентгенографию и оценку геометрических параметров. По рентгенограммам определяют величину углов треугольника, построенного по анатомическим ориентирам, и при отклонении углов треугольника от нормы констатируют анатомическую или функциональную деформацию большеберцовой кости, являющуюся показанием к остеотомии или к пластике капсульно-связочного аппарата.
Известно биомеханическое проектирование реконструкции голени у больных с деформирующим гонартрозом, при котором угол коррекции для остеотомии определяют как угол между биомеханической осью нижней конечности и продольной осью кости голени, кроме того, рекомендуется гипперкоррекция угла деформации (Макушин В.Д., Немков В.А., Чегуров O.K., Бурлаков Э.В. Биомеханическое проектирование реконструкции голени у больных с деформирующим гонартрозом. Гений ортопедии, Курган, 2005. - N 4. - С. 102-105).
Известен способ прогнозирования режима оптимальной коррекции деформации конечности, содержащий математический алгоритм. При котором, осуществляют, используя программу ЭВМ, построение пространственных моделей деформированной конечности и конечности в норме для их сопоставления, при этом расчеты для математических и графических построений выполняют, исходя из величины усредненного среднеквадратичного отклонения оси деформированного сегмента и/или конечности от правильной биомеханической и анатомической осей (RU 2114574).
Из уровня техники известны следующие признаки аналогов: проводят предоперационную рентгенографию конечности в двух проекциях фронтальной и сагиттальной, производят измерения на рентгеновских снимках геометрических параметров кости, результаты измерений фиксируют на бумажных или электронных носителях, сравнивают результаты измерений со значениями, характерными для кости в нормальном состоянии, определяют уровень и величину коррекции формы кости.
Указанные аналоги не применимы для оценки степени деформаций диафиза трубчатой кости и определения величины и уровня коррекции деформации для ее хирургического исправления и не позволяют получить заявленный технический результат, так как не один из них не учитывает все необходимые параметры, характеризующие форму и анатомические особенности диафиза трубчатой кости в следующей совокупности:
- расположение биомеханической оси трубчатой кости, определенной по геометрическим центрам суставов;
- длину и форму анатомической оси кости, которая соответствует продольной оси кости и проходит через геометрические центры поперечных сечений кости;
- точки, соответствующие вершинам деформации кости, выявляемые как точки искривления продольной оси;
- кратчайшее расстояние от точек, соответствующих вершинам деформации, до биомеханической оси;
- уровень расположения точек, соответствующих вершинам деформации, относительно биомеханической оси;
- расположение суставных поверхностей по отношению к биомеханической и анатомической оси кости.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа оценки степени деформаций диафиза трубчатой кости и определения величины и уровня коррекции деформации для ее хирургического исправления, позволяющего определить наличие, величину, форму деформаций диафиза кости, положение суставных поверхностей относительно анатомической оси кости в двух проекциях - фронтальной и сагиттальной, использовать полученные сведения для планирования оперативного вмешательства и контроля его результатов.
Технический результат заключается в определении величин, характеризующих степень деформации кости, и их использование при хирургической коррекции деформации.
Указанный технический результат достигается тем, что способ оценки степени деформаций диафиза трубчатой кости и определения величины и уровня коррекции деформации для ее хирургического исправления включает предоперационную рентгенографию конечности в двух проекциях, измерение на рентгеновских снимках геометрических параметров кости, запись результатов измерений, сравнение результатов измерений с усредненными значениями для нормальной кости, определение уровня и величины коррекции. Отличается тем, что при записи результатов измерений выполняют схематическое изображение трубчатой кости, отражающее наличие, величину, форму деформаций диафиза кости, а также положение суставных поверхностей относительно анатомической оси кости для каждой проекции, для этого по рентгеновским снимкам определяют расположение биомеханической оси трубчатой кости, используя анатомические ориентиры, и изображают ее прямым отрезком, длина которого равна длине биомеханической оси на участке между границами суставных концов кости, определяют длину и форму анатомической оси, которая проходит через геометрические центры поперечных сечений кости, изображают ее ломаной линией, соединяя отрезками точки, соответствующие вершинам деформации кости, при этом начальные и конечные точки ломаной линии и прямого отрезка совмещают, измеряют кратчайшее расстояние от точек соответствующих вершинам деформации до прямого отрезка и обозначают его величину, измеряют расстояние от начальной точки прямого отрезка до перпендикуляров к нему, проведенных из точек, соответствующих вершинам деформации, и обозначают его величину, в начальной и конечной точках проводят линии, соответствующие положению суставной щели относительно биомеханической оси, измеряют величину углов между этими линиями и прямым отрезком и обозначают их.
Изобретение поясняется чертежами, где обозначено:
Фиг. 1 - рентгенограммы костей голени во фронтальной и сагиттальной проекции;
Фиг. 2 - рентгенограмма костей голени во фронтальной проекции с линиями, построенными в программном обеспечении на персональном компьютере для осуществления измерений;
Фиг. 3 - рентгенограмма костей голени в сагиттальной проекции с линиями, построенными в программном обеспечении на персональном компьютере для осуществления измерений;
Фиг. 4 - схематическое изображение трубчатой кости, с характерными точками и углами, во фронтальной и сагиттальной проекции, линии, соответствующие сагиттальной плоскости, пунктирные;
Фиг. 5 - схематическое изображение трубчатой кости, с характерными точками и углами, во фронтальной проекции;
Фиг. 6 - схематическое изображение трубчатой кости, с характерными точками и углами, в сагиттальной проекции.
Способ осуществляется следующим образом.
Проводят предоперационную рентгенографию конечности в двух проекциях - фронтальной и сагиттальной (Фиг. 1). Проводят измерение геометрических параметров кости на рентгеновских снимках. Для измерений может быть использован рентгеновский снимок на рентгеновской пленке или его электронный вариант. Процесс измерений может быть осуществлен как в ручную, так и с использованием программного обеспечения на персональном компьютере (Фиг. 2, 3). Результаты измерений фиксируют на материальный носитель - в электронные таблицы или на бумагу. Выполняют схематическое изображение трубчатой кости (Фиг. 4, 5, 6), отражающее наличие, величину, форму деформаций диафиза кости, а также положение суставных поверхностей относительно анатомической оси кости для каждой проекции. Схематическое изображение трубчатой кости для каждой проекции может быть выполнено как отдельно (Фиг. 5, 6), так и совместно (Фиг. 4). Для этого, по соответствующим рентгеновским снимкам (Фиг. 1), определяют расположение биомеханической оси трубчатой кости. Биомеханическая ось для каждой проекции определяется как линия, проходящая через геометрические центры суставов, прилежащих к кости. В частности для большеберцовой кости биомеханическая ось будет проходить через геометрический центр коленного сустава и геометрический центр голеностопного сустава. Линию обозначают на схематическом изображении трубчатой кости прямым отрезком (AD) (Фиг. 4) в принятом масштабе. Длина отрезка (AD) равна длине биомеханической оси на участке между границами суставных концов кости, обозначенных точками (А) и (D). Затем определяют длину и форму анатомической оси кости. Она соответствует продольной оси кости и проходит через геометрические центры поперечных сечений кости. Во фронтальной и сагиттальной проекциях геометрические центры поперечных сечений кости определяются как средняя точка на линии, проведенной перпендикулярно контуру кости от одного края к другому. Изображают анатомическую ось ломаной линией (ABCD для фронтальной проекции и AFD для сагиттальной на Фиг. 4), соединяя отрезками точки, соответствующие вершинам деформации кости (B, C, F на Фиг. 4). Точки, соответствующие вершинам деформации кости, определяют как точки, в которых отмечается искривление (изгиб) анатомической оси кости. Начальная (А) и конечная (D) точки ломаной линии (ABCD для фронтальной проекции и AFD для сагиттальной), обозначающей анатомическую ось, и начальная (А) и конечная (D) точки прямого отрезка (AD), обозначающего биомеханическую ось, совпадают. Измеряют кратчайшее расстояние от точек, соответствующих вершинам деформации (B, C, F), до прямого отрезка (AD) и обозначают его величину (39,1 мм, 45,7 мм, 37 мм на Фиг. 4). Измеряют расстояние от начальной точки прямого отрезка (AD) до перпендикуляров (B-B1, C-C1, F-F1) к нему, проведенных из точек, соответствующих вершинам деформации, и обозначают его величину (132 мм, 195 мм на Фиг. 4). В начальной (А) и конечной (D) точках проводят линии (t) и (m), соответствующие положению плоскости суставной щели относительно биомеханической оси. Они определяются как срединные линии суставной щели в данной проекции. Измеряют величины углов между этими линиями (t) и (m) для каждой проекции и прямым отрезком (AD) и обозначают их (59°, 81°, 81°, 64°). Используя схематическое изображение трубчатой кости, сравнивают полученные на нем величины с величинами, соответствующими форме кости в нормальном недеформированном состоянии, определяют степень деформации диафиза кости. При планировании операции по полученным величинам на схематическом изображении трубчатой кости определяют уровень и величину коррекции формы кости, оптимальные места остеотомии. В рассматриваемом случае (Фиг. 4) во фронтальной плоскости деформация присутствует на двух уровнях. Для исправления деформации необходима остеотомия на двух уровнях, позволяющая приблизить анатомическую форму кости к биомеханической оси. Уровень первой остеотомии, для исправления деформации во фронтальной плоскости, находится на расстоянии 132 мм от точки (А), величина коррекции во фронтальной плоскости равна отклонению анатомической оси от биомеханической 39,1 мм. Уровень второй остеотомии находится на расстоянии 195 мм от точки (А), величина коррекции 45,7 мм. В сагиттальной плоскости деформация на одном уровне. Уровень остеотомии для исправления деформации в сагиттальной плоскости находится на расстоянии 132 мм от точки (А), величина коррекции в этой плоскости 37 мм. Уровень первой остеотомии для исправления деформации во фронтальной плоскости и уровень остеотомии для исправления деформации в сагиттальной плоскости находятся на одинаковом расстоянии 132 мм от точки (А). Деформация в средней трети большеберцовой кости многоплоскостная и может быть устранена путем выполнения остеотомии на двух уровнях с последующей коррекцией. Деформация в нижней трети большеберцовой кости является одноплоскостной и может быть устранена путем остеотомии на одном уровне. Так как уровень первой остеотомии для устранения деформации во фронтальной плоскости и уровень остеотомии для устранения деформации в сагиттальной плоскости совпадают, то для устранения деформации кости достаточно выполнить остеотомию на двух уровнях. Также определено отклонение от нормы положения суставных поверхностей голеностопного и коленного суставов относительно биомеханической оси. Устранение имеющихся деформаций во фронтальной и сагиттальной плоскостях путем остеотомии на двух уровнях приведет положение суставных поверхностей в нормальное состояние относительно биомеханической оси.
Результаты измерений в форме схематических изображений трубчатой кости фиксируются в амбулаторной карте пациента, на этапе предоперационной подготовки. После выполнения хирургического вмешательства, периода лечения и восстановления, используя предложенный способ, по контрольным рентгенограммам определяют соответствие результатов лечения запланированным результатам. При этом способ является общедоступным, легко внедряется, его использование позволяет систематизировать в наглядной форме результаты рентгенологических исследований и отразить их в амбулаторной карте.
Способ используется в клинике ФГБУ «РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова», позволяет упростить планирование оперативного вмешательства, обеспечить контроль результатов лечения и повысить качество лечения в целом.
Способ оценки степени деформаций диафиза трубчатой кости с определением величины и уровня коррекции деформации для ее хирургического исправления, включающий предоперационную рентгенографию конечности в двух проекциях - фронтальной и сагиттальной, измерение на рентгеновских снимках геометрических параметров кости, запись результатов измерений, сравнение результатов измерений с усредненными значениями для нормальной кости, определение уровня и величины коррекции, отличающийся тем, что при записи результатов измерений выполняют схематическое изображение трубчатой кости, отражающее наличие, величину, форму деформаций диафиза кости, а также положение суставных поверхностей относительно анатомической оси кости для каждой проекции, для этого по рентгеновским снимкам определяют расположение биомеханической оси трубчатой кости как линии, проходящей через геометрические центры суставов, прилежащих к кости, и изображают ее прямым отрезком, длина которого равна длине участка между геометрическими центрами этих суставов, определяют длину и форму анатомической оси, которая проходит через геометрические центры поперечных сечений кости, - точки, соответствующие вершинам деформации кости, и изображают ее ломаной линией, соединяя отрезками эти точки, совмещают начальные и конечные точки ломаной линии и прямого отрезка, отражающего биомеханическую ось кости, измеряют кратчайшее расстояние от точек, соответствующих вершинам деформации кости, до прямого отрезка и обозначают его величину, измеряют расстояние от начальной точки прямого отрезка до перпендикуляров к нему, проведенных из точек, соответствующих вершинам деформации, и обозначают его величину, в начальной и конечной точках проводят линии, соответствующие срединной линии суставной щели в данной проекции, измеряют и обозначают величину углов между этими линиями и прямым отрезком, изображающим биомеханическую ось.
