Способ оперативного лечения пациентов с деформацией переднего отдела стопы

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано для хирургического лечения деформации переднего отдела стопы путем остеотомии. Способ заключается в получении снимка стопы больного, измерении значимых параметров коррекции костей стопы, выработке методологии операции и осуществлении остеотомии. Снимок получают методом компьютерной томографии, затем его конвертируют в 3D программе формата dicom в формат stl и изготавливают трехмерную модель стопы больного. Измерения значимых параметров коррекции костей стопы проводят на модели. В качестве значимых параметров измеряют угол между проксимальной фалангой первого пальца и первой плюсневой костью; угол между первой и второй плюсневыми костями; угол наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости по отношению к ее оси; угол между суставной поверхностью первой плюсневой кости и продольной осью второй плюсневой кости и угол наклона проксимальной суставной поверхности проксимальной фаланги первого пальца к оси проксимальной фаланги первого пальца, сопоставляют их с нормой. Основываясь на полученных параметрических данных 3D программе, проводят плоскость остеотомии и выполняют остеотомию медиального экзостоза первой плюсневой кости. Аналогичным образом в 3D программе выполняют L-образную остеотомию - поперечный распил в проксимальном отделе плюсневой кости при направлении распила 60° градусов по отношению к продольной оси первой плюсневой кости и под углом 90° градусов к продольной оси второй плюсневой кости. Затем выполняют дистальный распил, параллельный проксимальному распилу и после полного виртуального выделения проксимального фрагмента его смещают латерально, проводят виртуальную ориентирующую спицу для фиксации остеотомированных фрагментов. Виртуально создают и печатают на 3D принтере шаблоны согласно фигуре 7, где 1 - шаблон для резекции; 2 - шаблон для выполнения L-образной остеотомии; 3 - шаблон для перемещения и фиксации остеотомированных фрагментов, причем поверхность шаблонов, накладываемых на первую плюсневую кость должна соответствовать поверхности первой плюсневой кости. Так же на шаблонах выполнены направляющие прорези и отверстия для проведения режущих инструментов и ориентирующей спицы, позволяющие при последовательном наложении на первую плюсневую кость проводить остеотомию, а также смещение и фиксацию остеотомированных костных фрагментов в заданное положение. При создании шаблонов учитывают вектор и уровень остеотомии, направление спиц и уровень перемещения. Способ обеспечивает точность и надежность проведения остеотомии за счет создания шаблонов. 1 з.п. ф-лы, 13 ил.

 

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано для хирургического лечения деформации переднего отдела стопы путем остеотомии.

Распространение деформаций переднего отдела стопы и их тесная связь с условиями труда и жизни человека, значительное влияние этой патологии на качество жизни делают вопросы коррекции данной патологии весьма актуальным и практически важным. В качестве исправления патологии одним из основных методов является остеотомия.

Под остеотомией (от греч. osteon - кость и tome - рассечение) понимается хирургическая операция, направленная на устранение деформации или улучшение функции опорно-двигательного аппарата путем искусственного перелома кости. Чаще всего ее проводят на костях конечностей, после чего им придают функционально выгодное положение, в частности для нижних конечностей - удобное для стояния и ходьбы. По характеру оперативного вмешательства остеотомии бывают открытые и закрытые. При остеотомии открытым способом широким доступом обнажают область пересечения кости, распатором отделяют надкостницу и пересекают кость. При закрытой остеотомии производят разрез кожи длиной 2-3 см, по возможности тупо расслаивают мышцы над местом пересечения кости, рассекают надкостницу долотом, после чего его поворачивают поперек длинника кости и пересекают ее. Закрытый способ рассечения кости используют обычно для поперечных остеотомий. Все остальные остеотомии проводят открытым способом. После устранения деформации отломки соединяют с помощью металлических конструкций или гипсовой повязкой.[https://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_medicine/21468].

Известно большое количество вариантов проведения остеотомии на переднем отделе стопы [RU 2128962, 1999; RU 2602935, 2016; RU 2612097, 2017; RU 2639430, 2017; ЧЕРКЕС-ЗАДЕ Д.И. и др. Хирургия стопы. - М.: Медицина, 2-е изд., 2002, с. 250-254; КОРЫШКОВ Н.А. Травма стопы. Повреждение переднего отдела стопы. - Ярославль - Рыбинск: «Рыбинский дом печати, 2006, с. 102-105].

В частности, известен способ оперативного лечения многокомпонентной деформации переднего отдела стопы (RU 2128962, 1999), заключающийся в транспозиции сухожилия мышцы, приводящей первый палец стопы, с участками подошвенного апоневроза и участком глубокой фасции стопы на первую плюсневую кость через сформированный поперечный канал, удалении костно-хрящевого экзостоза первой плюсневой кости и устранении молоткообразной деформации второго и третьего пальцев.

Недостатком способа является отсутствие учета индивидуальных анатомических особенностей строения костей переднего отдела стопы и возможности прогнозирования результатов хирургического лечения

Известен способ лечения деформаций стопы по методу СКАРФ (Scarf), при котором выполняют дугообразный хирургический доступ по внутренне боковой поверхности стопы (1). Маятниковой пилой продольно оси выполняют пропил в средней части кости от подголовчатой зоны до уровня основания в косом направлении не пересекая тыльного и подошвенного кортикала по 5 мм. Далее, под углом 60 градусов перепиливают тыльную кортикальную пластинку дистально и подошвенную проксимально - получают два костных фрагмента. Дистальный фрагмент смещают относительно проксимального кнаружи на 4-7 мм, положение фрагментов фиксируют костными щипцами, просверливают в кортикальной части через обе половины два вертикальных отверстия и выполняют остеосинтез двумя кортикальными винтами.

Данный способ имеет следующие недостатки: крайне трудно выполнить ровный пропил кости в одной плоскости в несколько приемов - неизбежно смещение плоскости, что затрудняет более плотное сопоставление фрагментов; смещаемая дистальная часть кости кнаружи может раздражать острым краем общий пальцевой нерв - вызывать метатарзалгию; при введении винтов возможно раскалывание одного из фрагментов кости; начальная компрессия, создаваемая при затягивании винтов, быстро теряется в результате резорбции кости на границе кость-имплант [RU 2278631, 2006; Травматология и ортопедия. Руководство для врачей. Под ред. Шапошникова Ю.Г. - М.: Медицина, 1997, том 3, с. 329-356].

Как показал, анализ практики осуществления таких операций, их эффективность во многом определяется надежностью планирования оперативного вмешательства у больных с деформациями переднего отдела стопы. Как правило, планирование корригирующей остеотомии переднего отдела стопы осуществляется путем выполнения рентгенометрии в двух проекциях с нагрузкой и вычисления основных угловых и линейных параметров путем расчерчивания рентгенограмм [RU 2428127, 2011].

Так, известен способ оценки анатомических параметров первой плюсневой кости путем рентгенографии стопы, измерения метатарзального угла между осями первой и второй плюсневых костей, угла между первой плюсневой костью и основной фалангой первого пальца и пяточно-метатарзального угла (см. Поликарпова Т.Ф. Радикальный метод оперативного лечения отклонения большого пальца стопы кнаружи // Автореф. дисс. к.м.н. Л., 1980, с. 15). Однако он имеет ограниченное применение, не позволяет учитывать объем восстановления нормальной опорно-толчковой функции внутреннего луча стопы и изменения размеров головки, диафиза, основания и длины первой плюсневой кости, что приводит к неадекватному планированию коррекции кости.

Наиболее близким к заявляемому решению является способ остеотомии стопы [RU 2233113, 2004], который включает в себя выполнение прямой и боковой рентгенограмм стопы, измерение на полученных рентгенограммах поперечных размеров головки, диафиза, основания, а также длины первой плюсневой кости, вычисление индексов отношения поперечных размеров кости к ее длине. Затем сравнивают полученные величины с нормой и выбирают методику последующего оперативного вмешательства, направленного на восстановление нормальной опорно-толчковой функции внутреннего луча стопы за счет коррекции длины первой плюсневой кости и поперечного размера ее головки и проводят операцию по выбранной методике.

Недостатком способа является недостаточная точность действий на его основе, особенно при недостаточной квалификации врачебного персонала. В частности, в ходе хирургического вмешательства при совмещении результатов одноплоскостного планирования и трехмерной кости пациента неизбежно возникают субъективные погрешности, вызывающие искажение заданных параметров, что в конечном итоге приводило к грубым ошибкам и как следствие - к повторным операциям. Причинами неудовлетворительных результатов могут быть также ошибки в выборе уровня, вектора остеотомии и пространственное перемещение остеотомированных фрагментов, которые стандартно осуществляется визуально и пальпаторно, полагаясь только на мануальные навыки хирурга.

Технической задачей, решаемой авторами, являлось создание более надежного способа проведения остеотомии.

Технический результат заключался в проведении на предоперационной стадии получении снимка стопы больного методом компьютерной томографии, который затем конвертируют в 3D программе формата dicom в формат stl и создают трехмерную модель стопы больного, измерение на модели значимых параметров, в качестве которых используют такие расчетные параметры, как угол между проксимальной фалангой первого пальца и первой плюсневой костью (М1Р1), угол между первой и второй плюсневыми костями (М1М2), угол наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости по отношению к ее оси (PASA), угол между суставной поверхностью первой плюсневой кости и продольной осью второй плюсневой кости (DM2AA), угол наклона проксимальной суставной поверхности проксимальной фаланги первого пальца к оси проксимальной фаланги первого пальца (DASA), сопоставляют полученные показатели с нормой, установление зон, нуждающихся в корректировке, затем, основываясь на полученные параметрические данные в 3D программе, проводят плоскость остеотомии и выполняют остеотомию медиального экзостоза первой плюсневой кости, после чего аналогичным образом в 3D программе выполняют поперечный распил в проксимальном отделе плюсневой кости (L -образную остеотомию) при направлении распила - 60° градусов по отношению к продольной оси первой плюсневой кости и под углом 90° градусов к продольной оси второй плюсневой кости, а затем выполняют дистальный распил, параллельный проксимальному распилу. После полного виртуального выделения проксимального фрагмента его смещают латерально, проводят виртуальную ориентирующую спицу для фиксации остеотомированных фрагментов, виртуально создают и печатают на 3D принтере шаблоны таким образом, что их внутренняя поверхность соответствует наружной поверхности костей ступни больного в данных зонах, и выполнением на них направляющих отверстий для используемого инструментария, например, инструмента «Osteoguides» фирмы INTEGRA LIFESCIENCES CORPORATION (http://www.ilstraining.com/idrt/brochures/ns1006_recon_catalog.pdf стр. 27), лезвия пилы, спиц, и т.п. позволяющих при последовательном наложении на первую плюсневую кость провидить остеотомию, а также смещение и фиксацию остеотомированных костных фрагментов в заданное положение.

При этом при создании шаблонов учитывают вектор и уровень остеотомии, направление спиц и уровень перемещения остеотомированных костных фрагментов.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими графическими материалами.

На фиг. 1 - фиг. 3 показана 3D модель стопы ступни, на которой с помощью линий проводится измерение расчетных показателей. В качестве таковых используют:

М1Р1 - угол между проксимальной фалангой первого пальца и первой плюсневой костью. Ось проксимальной фаланги первого пальца - это линия соединяющая центры суставных поверхностей проксимальной фаланги 1 пальца стопы. Ось плюсневой кости - это линия соединяющая центры суставных поверхностей первой плюсневой кости.

М1М2 - угол между первой и второй плюсневыми костями. Ось первой плюсневой кости - это линия соединяющая центры суставных поверхностей первой плюсневой кости. Ось второй плюсневой кости - это линия соединяющая центры суставных поверхностей второй плюсневой кости.

PASA - угол наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости по отношению к ее оси. Ось суставной поверхности первой плюсневой кости - это линия, соединяющая края суставных поверхностей головки первой плюсневой кости. Ось первой плюсневой кости - это линия, соединяющая центры суставных поверхностей первой плюсневой кости.

DM2AA - угол между суставной поверхностью первой плюсневой кости и продольной осью второй плюсневой кости. Ось суставной поверхности первой плюсневой кости - это линия, соединяющая края суставных поверхностей головки первой плюсневой кости. Ось второй плюсневой кости - это линия, соединяющая центры суставных поверхностей второй плюсневой кости.

DASA - угол наклона проксимальной суставной поверхности проксимальной фаланги первого пальца к оси проксимальной фаланги первого пальца. Ось проксимальной суставной поверхности проксимальной фаланги - это линия, соединяющая края проксимальной суставной поверхности проксимальной фаланги. Ось проксимальной фаланги первого пальца - это линия соединяющая центры суставных поверхностей проксимальной фаланги 1 пальца стопы.

На фиг. 4 показана процедура медиального экзостоза первой плюсневой кости, на фиг. 5 - процедура L-образной остеотнамии, на фиг. 6 - процедура перемещения и фиксации остеотомированных фрагментов осуществляемые на макете.

На фиг. 7 - шаблоны, выполненные для проведения операции, где 1 - шаблон для резекции; 2 - шаблон для выполнения L-образной остеотнамии; 3 - шаблон для перемещения и фиксации остеотомированных фрагментов.

На фиг 8-13 показана операция остеотомии с последовательным введением шаблонов в стопу. РАСПИСАТЬ

Изобретение осуществляется следующим образом. Компьютерную томографию (КТ) стопы выполняют лежа на спине, ноги согнуты в коленном суставе, стопы полностью касаются стола После чего в компьютерной 3D программе конвертируют аксиальные и сагиттальные срезы КТ из формата dicom в формат stl и создают трехмерную модель стопы. После чего на модели рассчитывают углы М1Р1 (угол между проксимальной фалангой первого пальца и первой плюсневой костью), М1М2 (угол между первой и второй плюсневыми костями), PASA (угол наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости по отношению к ее оси), DM2AA (угол между суставной поверхностью первой плюсневой кости и продольной осью второй плюсневой кости), DASA (угол наклона проксимальной суставной поверхности проксимальной фаланги первого пальца к оси проксимальной фаланги первого пальца). Затем в 3D программе проводят линию и выполняют остеотомию оссификата первой плюсневой кости. Затем аналогичным образом в 3D программе выполняют L - образную остеотомию -поперечный распил в проксимальном отделе плюсневой кости, направление распила - 60° градусов по отношению к продольной оси первой плюсневой кости, под углом 90° градусов к продольной оси второй плюсневой кости, а затем выполняют дистальный распил, параллельный проксимальному распилу.

На следующем этапе виртуально после полного выделения проксимального фрагмента его смещают латерально и проводят ориентирующую спицу для фиксации остеотомированных фрагментов.

По полученным данным коррекции 3D моделирования, создаются 3 виртуальных шаблона таким образом, чтобы внутренняя поверхность шаблонов является наружной поверхностью кости:

1 шаблон - для выполнения остеотомиии оссификата первой плюсневой кости с линейной прорезью и для установки режущего инструмента для выполнения остеотомии, например, для установки «Osteoguides», фирмы INTEGRA LIFESCIENCES CORPORATION (http://www.ilstraining.com/idrt/brochures/ns1006_recon_catalog.pdf стр. 27).

2 шаблон - для проведения поперечной остеотомии в проксимальном отделе плюсневой кости с двумя линейными прорезями, а также, при необходимости, 2 ячейками для установки «Osteoguides».

3 шаблон - для перемещения остеотомированных фрагментов в заданное положение и с направляющим отверстием для проведения ориентирующей спицы.

Полученные виртуальные шаблоны печатают на 3D-принтере.

В ходе проведения операции после поднадкостнечного выделения, обнажения первой плюсневой кости с частичным захватом головки первой плюсневой, надевают 1 шаблон и через отверстия в нем, фиксируют спицами его к кости, затем устанавливают в прямоугольную ячейку в шаблоне режущий инструмент и через линейную прорезь в инструменте и в шаблоне выполняю остеотомию оссификата первой плюсневой кости. После чего остеотомироанный оссификат, инструмент и 1 шаблон удаляется.

Затем надевают 2 шаблон, на прежние выступающие костные ориентиры и фиксируют спицами его к кости, затем устанавливают линейку и через прорезь в в шаблоне выполняю поперечную остеотомию в проксимальном отделе плюсневой кости, затем в продольную ячейку в шаблоне перемещают и устанавливают инструмент и через линейную прорезь в инструменте и в шаблоне выполняю продольную остеотомию. После чего инструмент и 2 шаблон удаляется.

На остеотомированные фрагменты надевают 3 шаблон, таким образом, чтобы фрагменты сместились в заданное положение. Полученное смещение фиксируют спицей через направляющее отверстие в шаблоне, после 3 .шаблон удаляют и рану зашивают

В результате применения способа в отделении ортопедии клиники СПбГУ (ранее СПМЦ) было прооперирован 34 больных. Осложнений не выявлено.

Анализ полученных результатов показал, что использование данного изобретения позволяет: сократить время операции на 30-40 мин, а также позволяет осуществить предоперационную подготовку в амбулаторных условиях, существенно сократив время нетрудоспособности пациентов и повысив качество медицинского обслуживания. При этом в ходе операции применяемые шаблоны стабильно фиксировались к кости, не вынуждая делать дополнительный релиз, а заложенный в конфигурацию направитель позволял точно выполнить перемещение остеотомированных фрагментов с учетом коррекции.

1. Способ оперативного лечения пациентов с деформацией переднего отдела стопы, заключающийся в получении снимка стопы больного, измерения значимых параметров коррекции костей стопы, выработке методологии операции и осуществлении остеотомии с помощью инструментария, отличающийся тем, что снимок получают методом компьютерной томографии, затем его конвертируют в 3D программе формата dicom в формат stl и изготавливают трехмерную модель стопы больного, измерения значимых параметров коррекции костей стопы проводят на модели, причем в качестве значимых параметров измеряют угол между проксимальной фалангой первого пальца и первой плюсневой костью; угол между первой и второй плюсневыми костями; угол наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости по отношению к ее оси; угол между суставной поверхностью первой плюсневой кости и продольной осью второй плюсневой кости и угол наклона проксимальной суставной поверхности проксимальной фаланги первого пальца к оси проксимальной фаланги первого пальца, сопоставляют их с нормой, затем, основываясь на полученных параметрических данных в 3D программе, проводят плоскость остеотомии и выполняют остеотомию медиального экзостоза первой плюсневой кости, после чего аналогичным образом в 3D программе выполняют L-образную остеотомию - поперечный распил в проксимальном отделе плюсневой кости при направлении распила 60° градусов по отношению к продольной оси первой плюсневой кости и под углом 90° градусов к продольной оси второй плюсневой кости, а затем выполняют дистальный распил, параллельный проксимальному распилу и после полного виртуального выделения проксимального фрагмента его смещают латерально, проводят виртуальную ориентирующую спицу для фиксации остеотомированных фрагментов, виртуально создают и печатают на 3D принтере шаблоны согласно фигуре 7, где 1 - шаблон для резекции; 2 - шаблон для выполнения L-образной остеотомии; 3 - шаблон для перемещения и фиксации остеотомированных фрагментов, причем поверхность шаблонов, накладываемых на первую плюсневую кость должна соответствовать поверхности первой плюсневой кости, так же на шаблонах выполнены направляющие прорези и отверстия для проведения режущих инструментов и ориентирующей спицы, позволяющие при последовательном наложении на первую плюсневую кость проводить остеотомию, а также смещение и фиксацию остеотомированных костных фрагментов в заданное положение.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при создании шаблонов учитывают вектор и уровень остеотомии, направление спиц и уровень перемещения.