Автореферат и диссертация по медицине (14.00.22) на тему:Лечение переломов бедренной кости на основе биомеханической классификации и концепции фиксации отломков методом чрескостного остеосинтеза

На правах рукописи

Раджабов Мустангер Омарович

«ЛЕЧЕНИЕ ПЕРЕЛОМОВ БЕДРЕННОЙ КОСТИ НА ОСНОВЕ БИОМЕХАНИЧЕСКОЙ КЛАССИФИКАЦИИ И КОНЦЕПЦИИ ФИКСАЦИИ ОТЛОМКОВ МЕТОДОМ ЧРЕСКОСТНОГО ОСТЕОСИНТЕЗА»

14.00.22 - травматология и ортопедия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

МОСКВА 2004

Работа выполнена в Государственном учреждении науки Центральном научно-исследовательском институте травматологии и

Научный руководитель

Доктор медицинских наук, профессор Пичхадзе Исак Михайлович Официальные оппоненты

Доктор медицинских наук, профессор Лирцман Вениамин Михайлович Кандидат медицинских наук Дорохин Александр Иванович

Ведущая организация

Московская медицинская академия им. И.М. Сеченова.

Защита диссертации состоится «/3» 2004 в 13 часов

на заседании диссертационного совета К 208.112.01 в ГУН Центральном научно- исследовательском институте травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова (Москва, 127299, ул. Приорова, 10).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ЦИТО.

ортопедии имени Н.Н. Приорова.

Автореферат разослан

Ученый секретарь

диссертационного совета:

Родионова С.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. По данным различных авторов, доля переломов бедренной кости составляет от 15 до 45% в структуре всех переломов (Абдурахманов У.А., 1988, Войтович А.В., 1994, Котельников Г.П., 1998, Szucs Т., 1997). Среди них преобладают переломы шейки бедренной кости (50-55%), затем следуют вертельные (35-40%) и переломы другой локализации (5-10%) (Городниченко А.И., 2000, Медведев А.А., 1997, Сергеев СВ., 1994, Скляренко Е.Т. 1989). Удельный вес в структуре причин инвалидности, при последствиях травм бедренной кости, достигает 15-20% (Беневолинская Л.И., 1997, Рубленик И.Ш., 1986). Частота осложнений после лечения переломов бедра остается высокой (до 45%, Ключевский В.В., 1999), полным функциональным выздоровлением заканчиваются лишь 25% переломов проксимального отдела бедра ШНЫ^ 1997), что заставило нас задуматься над дальнейшим усовершенствованием и систематизацией существующих методов лечения.

Одна из главных проблем в лечении переломов бедренной кости -проблема стабильного, адекватного остеосинтеза. Несмотря на большое разнообразие вариантов компоновок различных аппаратов для чрескостной фиксации, не существует единого мнения и системного подхода отражающего биомеханически обоснованные принципы стабильной фиксации костных отломков при лечении переломов бедра.

Многие работы по биомеханике, посвященные лечению переломов длинных костей, учитывают прочностные характеристики фиксаторов, костной ткани и т.д., но они не учитывают биомеханические свойства отломков и их взаимодействие относительно друг друга.

В настоящей работе нами проведено экспериментально-клиническое исследование переломов бедренной кости на основе биомеханической классификации и концепции фиксации отломков разработанной профессором И.М. Пичхадзе.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Целью исследования является улучшение результатов лечения переломов бедренной кости и их последствий вследствие применения биомеханической классификации и концепции фиксации отломков переломов длинных костей.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Изучение классификаций, а также современных принципов и подходов к проблеме лечения больных с переломами бедренной кости и их последствий.

2. Математическое обоснование и экспериментальное определение переходных зон для проксимального и дистального отделов бедренной кости.

3. Разработка биомеханически обоснованных принципов стабильной фиксации отломков различными вариантами компоновок аппаратов для чрескостного остеосинтеза при различных переломах бедра.

4. Изучение клинико-рентгенологической (биомеханической) характеристики переломов бедренной кости.

5. Практическое применение биомеханических принципов в лечении больных с переломами бедренной кости, анализ результатов лечения с биомеханической точки зрения.

6. Разработка общих рекомендаций в подходах к лечению больных с переломами бедренной кости и прогнозирования результатов лечения с биомеханической точки зрения.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЯ Впервые, математически и экспериментально определены переходные зоны от однорычаговых к двухрычаговым переломам проксимального (№ 1) и дистального (№ 4) отдела бедренной кости, а также переходная зона (№ 2) к наиболее стабильным переломам среди двухрычаговых повреждений проксимального отдела бедренной кости в базальной части шейки бедра и

переходная зона (№ 3) к наиболее нестабильным переломам в подвертельной области.

Выявлена зона наиболее нестабильных переломов, которая начинается тотчас ниже малого вертела и распространяется до границы средней и нижней трети бедренной кости.

Доказана высокая эффективность применения аппаратов внешней фиксации при лечении переломов бедренной кости и их последствий.

Впервые даны результаты лечения больных с повреждениями бедренной кости аппаратом Пичхадзе III модели, компоновки которого проводились согласно биомеханической концепции фиксации отломков.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Определение переходных зон от отломков не обладающих рычаговыми свойствами, до отломков обладающих таковыми при переломах проксимального и дистального отделов бедренной кости, , позволили уточнить компоновки фиксаторов при чрескостном остеосинтезе.

2. Проксимальный отломок при переломах дистального отдела и дистальный отломок при переломах проксимального отдела бедренной кости всегда обладают выраженными свойствами характерными для рычага, их фиксация требует обеспечения двух «уровней фиксации» на протяжении друг от друга не менее 50% отломка.

3. Промежуток, включающий в себя базальную часть шейки бедра и вертельную область, является зоной наиболее стабильных переломов среди двухрычаговых повреждений проксимального отдела бедренной кости.

4. Промежуток бедренной кости от подвертельной области до границы средней и нижней трети является зоной наиболее нестабильных переломов среди двухрычаговых повреждений диафизарной части бедренной кости.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальные исследования переломов бедренной кости позволили уточнить переходные зоны от отломков явно не обладающих к отломкам,

явно обладающим свойствами характерными для рычага проксимального (№1) и дистального (№ 4) отделов бедренной кости, а также переходную зону (№ 2) к наиболее стабильным переломам проксимального отдела бедренной кости в базальной части шейки бедра и переходную зону (№ 3) к наиболее нестабильным переломам в подвертельной области. Это крайне важно для выбора, тактики лечения, и вариантов компоновки каждого фиксатора индивидуально для конкретного случая перелома.

В результате экспериментальных исследований были определены оптимальные варианты компоновок аппаратов для чрескостного остеосинтеза при оскольчатых моно- и полифокальных переломах среднего отдела бедренной кости, что позволило минимизировать число элементов фиксации и повысить надежность фиксации костных фрагментов.

Применение в клинической практике биомеханических принципов фиксации позволило убедиться в эффективности, данного, подхода, что подтверждено ближайшими и отдаленными результаты лечения 135 пациентов с переломами бедренной кости и их последствиями.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Работа основана на лечении 135 пациентов и 140 наблюдений переломов бедренной кости и их последствий (у 5 пациентов повреждения бедренных костей были с обеих сторон), лечившихся в ЦИТО и его клинических базах (городские клинические больницы № 15, 17 и 59) за период с 1982 - 2002гг.

В работе были использованы экспериментальные, рентгенологические, медико-технические и статистические методы исследования.

Приборы и оборудование: оперативный инструментарий, рентгенологическая аппаратура, рентгеновские пленки, приспособления для опытных образцов, испытательная машина «Zwick-1464».

ВНЕДРЕНИЕ В КЛИНИЧЕСКУЮ ПРАКТИКУ

Результаты исследования внедрены в ГУН ЦИТО им. Н.Н. Приорова и в клинических больницах № 15,17 и 59 г. Москвы.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные положения и материалы диссертации доложены и обсуждены на заседании проблемной комиссии № 2 «Травматические проблемы спортивной и балетной травмы, научные основы организации травматологической помощи» ГУН ЦИТО им. Н.Н. Приорова.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ

Диссертация изложена на 211 страницах (текстовая часть 173 страницы), содержит введение, 6 глав, заключение, выводы, список литературы. Список литературы состоит из 170 источников на русском и 60 на иностранном языках. Диссертация иллюстрирована 91 таблицей и 55 рисунками.

Работа выполнялась в Государственном Учреждении науки Центральном научно-исследовательском институте травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова (ГУН ЦИТО) и в клинических больницах № 15,17 и 59.

Экспериментальные исследования проводились в лаборатории испытаний изделий медицинской техники и метрологии НТО ГУН ЦИТО им. Н.Н. Приорова.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Основу исследования составили математическое и экспериментальное изучение отрицательно воздействующих ретракционных сил на отломки при переломах бедренной кости на всех уровнях. С этой целью были проведены математические расчеты и измерения среднестатистической бедренной кости. Измерения проводились в 4 проекциях с интервалом 5 мм (прямой, боковой и двух косых по отношению к продольной оси кости). Длина исследуемой бедренной кости составила 390 мм по основной оси, 78 уровней

деления по 5 мм. Длина головки и шейки составили 75 миллиметров, 13 уровней. Величину предельных нагрузок, действующих на отломок, приводящих к его смещению, не более чем на 1 мм. определили по формуле: дПред(У)=(Р. 5. Ь):(2(Ь-у)у), где:

Опрвд - сила-величины предельных нагрузок на отломок, не приводящих к

его смещению; У - указатель функции от у; Р - воздействующая сила вдоль оси кости; 5 - поперечное сечение кости на уровне перелома; L - общая длина кости; у - длина отломка.

Из полученных данных были составлены графики зависимости отдельно для головки с шейкой и в целом для бедренной кости. Графики показывают большую разницу в цифрах от 5 до 779Н, также наглядно видно, что чем меньше размер отломка, тем большая внешняя воздействующая сила нужна для смещения отломка, т. е. изменение устойчивости отломков в зависимости от длины отломка, то есть от длины рычага.

На первом графике (рис. 1) видно, что несколько ниже субкапитальной зоны, в промежутке между пятым и шестым делениями, график значительно опускается к оси X показывая, что на этом промежутке требуется значительно меньшая нагрузка для смещения отломка. Эта зона (№ 1), согласно математическим расчетам, является переходной для проксимального отдела бедренной кости.

Также на графике видно, что - на расстоянии около 20 мм. ниже субкапитальной зоны (начиная с 8-9 деления), отмечается увеличение стабильности с прогрессивным возрастанием последней до базальной зоны. Данный промежуток проксимального отдела бедренной кости между 8-9 и 910 делениями можно считать переходной зоной (№ 2) от нестабильных двухрычаговых переломов к более стабильным. Фактически же, этот

промежуток бедренной кости является началом «зоны наиболее стабильных двухрычаговых переломов».

Переходная зона (№ 1) от однорычаговых к двухрычаговым переломам (7,1-9,6%) проксимального отдела бедренной кости Переходная зона (№ 2) к наиболее стабильным переломам (12,2-13,5%) проксимального отдела бедренной кости среди двухрычаговых переломов.

70 60 50 40 Л- • •-■1/.-1

ч-Т —" -•■ V -

30 10 . > / А

м ■ *

2)41 8 7 • 10 11 12 19

- < Г : | 1 ч С! 1 -Г } к. ^ г

Рис. 1. График зависимости величины предельных нагрузок в зависимости от размеров отломка (головка с шейкой).

Продолжая исследование, анализируем следующий график (рис. 2). Так, видно, что «зона- наиболее стабильных двухрычаговых переломов» продолжается до подвертельной области. Сразу же в подвертельной области, в районе 19 и 22 деления, отмечается резкое снижение стабильности проксимального отломка. Этот промежуток основной части бедренной кости можно считать переходной зоной (№ 3) от стабильных двухрычаговых переломов к нестабильным. Соответственно данный промежуток является началом «зоны наиболее нестабильных переломов» диафиза бедренной кости, который продолжается до границы дистального отдела.

Из графика также следует, что Qпpeд. резко уменьшается при небольшом увеличении длины отломка после надмыщелковой зоны, эта зона (№ 4) считается переходной, на протяжении которой, отломок дистального отдела

бедренной кости, не обладающий свойствами, характерными для рычага, приобретает их, т. е. становится «рычагообладающим».

В целях подтверждения теоретических предпосылок были проведены экспериментальные исследования со свежевываренными трупными бедренными костями человека. Были смоделированы типичные переломы бедренной кости всех локализаций по основным группам согласно биомеханической классификации длинных костей и проведено 6 серий экспериментов.

Все модели фиксировались в аппарате Илизарова. Использовались кольца диаметром 160 мм. Каждый уровень состоял из двух перекрещивающихся спиц. Спицы проводили с учетом топографо-анатомических особенностей поврежденного сегмента. Степень натяжения спиц проверяли камертонным методом. Все модели переломов мы испытывали на испытательной машине

«Zwick-1464» (Германия) в режиме сжатия. Испытания проводили в трех плоскостях (фронтальной, сагиттальной, горизонтальной). В движущую часть «Zwick-1464» - аппарата мы закрепляли металлический стержень, который непосредственно давил на. отломок. Точка приложения силы находилась на расстоянии 5 мм от линии перелома. Испытуемая модель закреплялась на специальную подставку. Каждый эксперимент проводили до смещения отломка на 1 мм без разрушения кости. Данные регистрировались автоматическим писчиком на стандартных бланках. Кривые обозначены соответственно осям нагрузки:

- X - поперечная нагрузка оси кости во фронтальной плоскости;

- Z - поперечная нагрузка оси кости в сагиттальной плоскости;

- Y - нагрузка вдоль оси кости;

- 1 — проксимальный отломок;

- 2 - дистальный отломок;

- р - проксимальный конец отломка;

- d - дистальный конец отломка;

- s — промежуточный отломок (осколок).

В целях определения переходной зоны (№ 1) от однорычаговых к двухрычаговым переломам проксимального- отдела бедренной кости и исследования стабильности фиксации при переломах шейки бедренной кости с горизонтальной и вертикальной линиями излома, были изготовлены четыре модели переломов данной локализации.

Результаты исследования шейки бедренной кости показали, что переходная зона в проксимальном отделе бедра примерно расположена в субкапитальной зоне на протяжении от 2 до 7 мм. Сопоставив полученные данные с результатами математических расчетов и вычисляя средние значения этих двух разных исследований выяснили, что переходной зоной (№ 1) проксимального отдела бедренной кости является промежуток шейки на расстоянии от 7,1 до 9,6% от общей длины бедренной кости.

Переломы на уровне шейки бедра с горизонтальной и вертикальной линией излома относятся к двухрычаговым переломам. Фиксация проксимального отломка при таких переломах должна быть осуществлена на 2 уровнях (или должна быть отвечающей требованиям двух «уровней фиксации»). При этом необходимо отметить, что при переломах с вертикальной линией излома стабильность резко падает при нагрузках вдоль оси Y (80Щ. Этот важный момент необходимо учитывать в практике при лечении пациентов с такими переломами.

В целом, анализируя в данные, полученные в результате исследования области шейки бедренной кости выяснили, что для стабильной фиксации отломков при переломах данной локализации, необходимо обеспечить жесткость не менее 200Н вдоль стандартных осей нагрузки одним или двумя «уровнями фиксации» в зависимости от биомеханического характера проксимального отломка.

Для исследования стабильности фиксации при базальных переломах шейки бедренной кости, вертельной и подвертельной области, а также определения переходной зоны к наиболее стабильным и переходной зоны (№ 3) наиболее нестабильным переломам проксимального отдела бедренной кости (рис. 1 и 2) среди двухрычаговых повреждений, были изготовлены 8 моделей переломов' данной локализации с фиксацией проксимального отломка на одном и двух уровнях, проведено 15 экспериментальных исследований.

Проводя анализ результатов исследования, проведенных на уровне базальной части шейки бедра, вертельной области, необходимо отметить, что фиксация проксимальных отломков на одном уровне обеспечивает достаточно низкую стабильность последних (76Н-178Н).

Исследования этих же моделей с фиксацией проксимального отломка на двух уровнях с достаточной компрессией между отломками показали, что цифры вдоль осей X и Z значительно повышаются, в пределах 380-345Н.

Исследования моделей переломов подвертельной области также показали выраженную низкую стабильность при фиксации на одном уровне (76- 1О5Н). Исследования этих же моделей с фиксацией проксимального отломка на двух уровнях с достаточной компрессией между отломками показали, что цифры вдоль осей X и Z повышаются незначительно, в пределах 116Н. Низкие цифры стабильности вдоль осей X показывают нестабильный характер отломков при таких переломах. На практике, фиксация проксимальных отломков при таких переломах, должна быть осуществлена на двух уровнях, при этом необходимо учитывать нестабильный характер последних.

Межвертельные переломы, по данным исследований относятся к наиболее стабильным (185Н и 205Н), при правильной, биомеханически обоснованной фиксации проксимального отломка.

В результате исследований, проведенных в базальной части шейки бедренной кости, вертельной и подвертельной области, определена переходная зона (№ 2, 12,2-13,5%) к наиболее стабильным и переходная зона (№ 3,26,9-30,8%) к наиболее нестабильным переломам проксимального отдела бедренной кости среди двухрычаговых повреждений.

В ходе исследований, проведенных на дистальном отделе бедренной кости (5 моделей переломов, проведено 9 экспериментов с фиксацией дистал1»н:ого отломка на 1 и 2 уровнях), определена зона (№ 4), на расстоянии от 8,0% от общей длины кости, где при прохождении линии излома, стабильность дистального отломка, фиксированного на одном уровне, прогрессхлвно снижается, доходя до критического уровня при длине 14,8%.

Также в результате экспериментального исследования выяснено, что даже значительная компрессия, заданная между отломками при фиксации дистального отломка обладающего свойствами характерными для рычага на одном уровне, не приводит к достаточной стабильности последнего.

С целью экспериментального обоснования принципов фиксации промежуточных осколков и отломков при монофокальных и полифокальных переломах диафиза бедренной кости, было изготовлено 3 модели переломов

и проведено 6 экспериментов с разными вариантами фиксации осколка и отломков.

В результате экспериментального исследования выяснено, что при оскольчатых переломах среднего отдела бедренной кости, фиксация осколка одной спицей с упорной площадкой достаточна при небольших его размерах (ZOD — 117Н) (длиной не более двух поперечников и шириной менее половины диаметра кости в зоне перелома).

Фиксация промежуточного отломка шириной более половины диаметра кости в зоне перелома при полифокальных переломах средней трети бедренной кости должна быть осуществлена двумя спицами с упорной площадкой, с достаточной компрессией последнего к его ложу (ZOP - 255Н и ZOD-240H).

Фиксацию промежуточного отломка, не обладающего свойствами характерными для рычага, при полифокальных переломах данной локализации, более целесообразно обеспечить отдельным «уровнем фиксации» (двумя перекрещивающимися спицами) при котором получены высокие цифры жесткости для такого отломка (ZOP - 160Н и ZOD - 186H). При технических трудностях, если таковые встречаются при проведении остеосинтеза, фиксацию промежуточного отломка можно осуществить двумя спицами с упорной площадкой, проведенных на двух уровнях, как один из вариантов достаточно стабильной фиксации последнего (ZOP - 160Н и ZOD — ИОН).

Анализ клинического материала показал, что переломы бедренной кости, с показаниями к оперативному лечению, чаще встречаются в наиболее трудоспособном возрасте преимущественно мужской части населения (93 наблюдения, 68.9%) и основным моментом, определяющим данный факт, является резкое увеличение дорожно-транспортного травматизма (78 наблюдений, 57,8%). В старших возрастных группах преобладал бытовой и уличный травматизм (34 наблюдения, 25,2%), с выравниваем количественного соотношения мужчин и женщин. В основном нашими

пациентами были люди занятые умственным, легким и средним физическим трудом (84 пациента, 62,2%).

У 84 больных (62.2%) были отмечены различные по тяжести и локализации сопутствующие повреждения. В отдельных случаях сопутствующие повреждения были настолько тяжелыми, что приходилось откладывать оперативное вмешательство до стабилизации состояния. В некоторых случаях (3 наблюдения) в связи с жировой эмболией на фоне нестабильности отломков, больным произведена экстренная стабилизация отломков фиксаторами последнего поколения, аппаратами Пичхадзе Ш модели в более простом варианте компоновки.

Сопутствующие заболевания среди пациентов встречались достаточно часто (57 пациентов, 42,2%), в основном в старших возрастных группах.

Наблюдения со свежей травмой составили тяжелую группу с различными клиническими случаями. У 71 пациента (52,6%) наблюдалось 72 перелома бедренной кости (51,4%), т. к. у одного больного было двустороннее повреждение.

С последствиями различных переломов бедренной наблюдалось 64 пациента (47,4%), у четверых из них повреждения были с обеих сторон (68 наблюдений 48,6%). Все пациенты в течение длительного времени лечились в лечебных учреждениях по месту травмы или по месту жительства. Большинство пациентов были неоднократно оперированы с применением как погружных (25 наблюдений), так и внешних фиксаторов (27 наблюдений).

С неправильно сросшимся переломом поступил 1 пациент после скелетного вытяжения. С несросшимися переломами поступило 9 пациентов: после лечения гипсовой повязкой - 1 пациент, скелетным вытяжением - 3, интрамедуллярным штифтом - 3, накостной пластиной АО — 1, аппаратом Илизарова — 1. С рефрактурами поступило 4 пациента: после лечения скелетным вытяжением - 1, накостной пластиной АО (перелом пластины) -3. С ложными суставами наблюдаюсь 2 пациента: после лечения гипсовой повязкой - 1 человек, аппаратом Илизарова - 1. С ложными суставами,

осложненными хроническим остеомиелитом, было больше всего наблюдений

- 52 пациента: после лечения гипсовой повязкой - 2 больных, скелетным вытяжением - 6, винтами АО - 1, интрамедуллярным штифтом - 4, интрамедуллярным штифтом затем аппаратом Илизарова - 3, накостной пластиной АО — 12, накостной пластиной затем интрамедуллярным штифтом

- 1, накостной пластиной затем аппаратом Илизарова - 5, аппаратом Фурдюка - 2, аппаратом Костюка - 1, аппаратом Илизарова - 13, аппаратом Волкова-Оганесяна - 1, аппаратом Илизарова затем пластиной АО - 1 пациент.

В целом, с осложнениями после консервативного лечения поступило всего 15 человек, после лечения внешними фиксаторами 17 человек, погружного остеосинтеза 17 человек, 19 пациентов поступили после лечения двумя или более фиксаторами. Анализ материала показал, что основной причиной осложнений была неадекватная, биомеханически необоснованная фиксация отломков и не всегда правильный, отвечающий характеру перелома выбор фиксатора. Другой важной причиной осложнений, был тяжелый характер переломов (открытые, многооскольчатые, полифокальные), превалировавших в этой группе. Анализ рентгенологических данных показал, что в обеих группах преобладали пациенты с тяжелыми двухрычаговыми переломами (93 наблюдения, 66,4%). Полифокальные, моно- и биполярные переломы в совокупности составили 47 наблюдений (33,6%).

Биомеханическая классификация отломков во многом определила тактику лечения и выбор фиксатора как при лечении свежих переломов, так и их последствий.

Аппарат Илизарова применен в целом в 37 наблюдениях (26,4%), преимущественно в группе переломов с застарелой травмой (27 наблюдений, 19,3%). Фиксатор обеспечивает хорошую стабилизацию отломков практически во всех случаях, когда требуется репозиция на одном или двух уровнях перелома. В наших наблюдениях применение аппарата Илизарова

позволило добиться в большинстве случаев хороших и отличных результатов, что в основном связано с определением четких показаний с учетом биомеханического характера перелома.

Аппарат Волкова-Оганесяна применен в 12 наблюдениях (8,6%). Анализ результатов лечения - показал, что данный фиксатор обладает хорошими репозиционными и фиксационными возможностями одного уровня перелома. Биомеханически обоснованное применение фиксатора позволило в наших наблюдениях добиться хорошей фиксации отломков.

Аппарат Пичхадзе I модели применялся чаще (67 наблюдения, 47,9%). Преимущественно аппарат применен при монофокальных без-, одно- и двухрычаговых переломах (51 наблюдение, 36,4%). Конструктивные особенности аппарата позволили проводить хорошую репозицию отломков в послеоперационном периоде. В большинстве случаев применение данного фиксатора позволило добиться хорошей репозиции и стабилизации отломков как при более простых, так и при тяжелых случаях, что повлияло на получение хороших и отличных результатов.

Аппарат Пичхадзе II модели применялся по показаниям в 8 наблюдениях, (5,7%). В наших наблюдениях применение конструкции позволило добиться хороших результатов.

В последние годы при лечении тяжелых переломов бедренной кости и их последствий все чаще в ЦИТО применяется аппарат Пичхадзе III модели (16 наблюдений, 11,4%). Конструктивные особенности аппарата позволили, когда это было необходимо, экстренно стабилизировать отломки в более простом варианте компоновки. В послеоперационном периоде, без потери имеющейся жесткости, исходный вариант компоновки доукомплектовывался необходимыми узлами и элементами фиксации.

Сроки фиксации зависели от уровня, биомеханического характера перелома от примененного аппарата внешней фиксации. Средние сроки фиксации при без-, одно-, двухрычаговых свежих переломах составили соответственно 81,5, 117,4 и 192,3 дня соответственно. В целом средние

сроки фиксации при свежих монофокальных, полифокальных моно- и биполярных переломах составили соответственно 169,3, 197,4 и 296,4 дня. Средние сроки фиксации при лечении последствий переломов бедренной кости были более продолжительными, среднем на 50-60 дней. Применение аппаратов Пичхадзе I и Ш модели позволили уменьшить сроки лечения в аппарате в среднем на 60 дней. Особенно отчетливо это видно в случае с последствиями тяжелых двухрычаговых переломов. Показаниями к демонтажу аппарата были клинические и рентгенологические * признаки консолидации.

Результаты лечения больных со свежими переломами бедренной кости были рассмотрены на примере 50 больных (69,4%). Анализ результатов лечения больных с последствиями переломов бедренной кости проводился с учетом уже имеющихся осложнений. Были изучены отдаленные результаты у 46 пациентов. (67,4%). Оценка результатов лечения проводился по модифицированной схеме Улицкого.

Анализ ближайших и отдаленных результатов лечения всех больных показал, что примененные аппараты (Илизарова, Волкова-Оганесяна, Пичхадзе I модели, Пичхадзе II модели, Пичхадзе Ш модели) имели хорошую механическую стабильность и при соблюдении биомеханического подхода к фиксации отломков обеспечивали хорошие результаты лечения.. Лучшие результаты получены в группах, где применялись аппараты Пичхадзе I и III модели.

В целом необходимо отметить, что залогом достижения хороших и отличных результатов при повреждениях бедренной кости как при свежих, так и застарелых, был адекватный обоснованный подход в выборе фиксатора в каждом конкретном случае с учетом биомеханического характера перелома, а также обеспечение оптимальной компоновки с учетом рычаговых свойств каждого конкретного отломка. В случае с застарелыми повреждениями, помимо вышесказанного, важную роль играла адекватно

проведенная хирургическая обработка очага повреждения хроническим остеомиелитом, с последующим длительным дренированием.

Одним из наиболее частых причин осложнений в группе больных поступивших с последствиями переломов бедренной кости, как показал ретроспективный анализ, было отсутствие адекватного, биомеханически обоснованного подхода в выборе фиксатора в каждом конкретном случае перелома, а также необеспечение оптимальной компоновки с учетом рычаговых свойств отломков при применении аппаратов внешней фиксации.

Чаще всего встречались осложнения воспалительного характера вокруг спиц и стержней (11 наблюдений). Подобные осложнения в наших наблюдениях встречались как в раннем, так позднем послеоперационном периоде. Чаще всего воспаление наблюдалось при сохраняющемся натяжении мягких тканей вокруг стержней или спиц. В некоторых случаях причиной воспаления было ослабление натяжения спиц. У части больных воспаление мягких тканей вокруг спиц возникло из-за прорезания мягких тканей спицами и стержнями. Во всех случаях старались сохранить фиксирующие элементы. При первых же признаках воспалительных явлений вокруг спиц и стержней проводилась обработка кожи растворами антисептиков, назначалась антибактериальная терапия с учетом чувствительности к флоре. При угрозе нагноения воспалительные явления купировались санацией области нагноения, в целях которого применялись дренажи тонкого диаметра. Как правило, на 5-7 сутки воспалительные явления удавалось купировать.

Повторные смещения отломков вследствие ослабления спиц наблюдались в 5 случаях. У троих больных было зафиксировано ослабление спиц в зажиме, что привело к смещению отломков, которое удалось устранить путем их натяжения. У двоих ослабление спиц произошло вследствие растяжения самих спиц (текучесть металла). В таких случаях, репозицию и стабилизацию отломков обеспечивали дополнительным проведением спиц.

Обострение хронического остеомиелита в процессе лечения отмечено у 2 больных. Обоим больным проведены санирующие оперативные вмешательства с дренированием без демонтажа аппарата.

Одними из наиболее серьезных осложнений были массивные кровотечения из бедренной артерии, которые имели место у двух больных в группе наблюдений со свежей травмой, связанные с пролежнем бедренной артерии в месте проведения спицы на уровне среднего отдела бедренной кости. Ретроспективный анализ данных наблюдений выявил, что в процессе лечения произошло быстрое ослабление мышечной массы (до травмы пациенты принимали стероидные препараты для повышения мышечной массы) с изменением топографии бедренной артерии. Вследствие этого у больных на ранних этапах лечения произошло оседание бедренной артерии на спицу, проведенную через промежуточный отломок, что и способствовало образованию пролежня. Осложнения были своевременно устранены, что в целом они не повлияли на благоприятный исход лечения.

Одними из частых поздних осложнений были деформирующие артрозы и контрактуры коленного сустава. Одной из серьезных проблем при переломах и их последствиях дистального отдела бедренной кости при лечении внешними фиксаторами это проблема разработки движений в коленных суставах. При внутрисуставном характере переломов, проблема разработки движений в коленном суставе весьма актуальна. В некоторых случаях, преимущественно среди наблюдений с застарелой травмой изменения в коленных суставах были столь выражены, что приводили к стойким нарушениям функции коленного сустава.

Таким образом, большинство осложнений возникших в ходе лечения больных в ЦИТО и его клинических базах были следствием не тактических ошибок. В основном причинами осложнений были моменты, связанные с несоблюдением рекомендаций врача, чрезмерно активной разработкой коленного сустава и прочие.

Строгое следование биомеханическим принципам фиксации отломков, а также принципиальной тактике обследования и подготовки пациентов к оперативному вмешательству, контроль в послеоперационном периоде, позволили избежать серьезные ошибки.

В заключении считаем целесообразным отметить, что более широкое практическое применение биомеханической классификации и концепции фиксации отломков, будет способствовать улучшению результатов лечения больных с переломами бедренной кости и их последствиями.

ВЫВОДЫ

1. Биомеханическая классификация переломов костей скелета, в котором переломы бедренной кости делятся на без-, одно-, и двухрычаговые; полифокальные монополярные двухрычаговые, а также полифокальные биполярные без-, одно- и двухрычаговые; вне- и внутрисуставные, без нарушения конгруэнтности суставных поверхностей или с нарушением, необходима для определения тактики фиксации переломов бедренной кости.

2. В результате математических расчетов и экспериментальных исследований определены переходные зоны от однорычаговых к двухрычаговым переломам проксимального и дистального отделов бедренной кости. Переходная зона проксимального отдела бедра располагается на расстоянии равном 7,1 - 9,6% от общей длины бедренной кости. Переходная зона дистального отдела бедренной кости располагается на расстоянии равном от 8,0 до 14,8% (при измерении с дистального конца кости).

3. При переломах проксимального отдела бедренной кости дистальный отломок, и проксимальный отломок при переломах дистального отдела всегда обладают свойствами характерными для рычага. Соответственно эти отломки должны быть фиксированы на 2 уровнях с расположением «уровней фиксации» на расстоянии более 50% от длины отломка.

4. При переломах шейки бедренной кости с вертикальной линией излома, стабильность проксимального отломка вдоль оси Y резко снижается (60Н). В целом для стабильной фиксации отломков при переломах шейки бедренной кости необходимо обеспечить жесткость не менее 200Н.

5. Переломы вертельной области относятся к наиболее стабильным среди двухрычаговых повреждений, в виду анатомических особенностей проксимального отдела бедренной кости. Определена переходная зона (№ 2) к наиболее стабильным переломам среди двухрычаговых повреждений, расположенная на расстоянии равном 12,2-13,5% от общей длины бедренной кости.

6. Подвертельные переломы по данным математического анализа экспериментальных исследований относятся к нестабильным. Определена переходная зона (№ 3) к наиболее нестабильным переломам, на расстоянии равном 26,9-30,8% от общей длины бедренной кости.

7. Ретроспективный анализ наблюдений застарелых повреждений бедренной кости показал, что основной причиной осложнений было отсутствие адекватного, биомеханически обоснованного подхода в выборе фиксатора в каждом конкретном случае перелома.

8. Соблюдение принципов биомеханической классификации и концепции фиксации отломков позволило достигнуть благоприятных результатов лечения больных с повреждениями бедренной кости в 97,2% случаев.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. "Лечение переломов костей, образующих коленный сустав, и их последствий на основе биомеханической концепции фиксации отломков". // Сборник материалов зимнего всероссийского симпозиума "Коленный и плечевой сустав - XXI век". М., 6-7 декабря 2000, с. 162. (с соавт.: Пичхадзе И.М., Бардеев А.Ю.).

2. "Биомеханические основы остеосинтеза переломов костей и конечностей и компьютерные технологии" // Сборник научных докладов

"Информационные технологии в производстве, медицине, психологии и этике", М., 2003 г. стр. 71-78 (с соавт.: Пичхадзе И.М., Бардеев А.Ю., Рахимов Д.С., Яковлев П.А.).

3. "Экспериментальное обоснование биомеханических принципов фиксации отломков при переломах шейки бедренной кости" // (Тезисы докладов, 13 научно-практическая конференция SICOT, стр. 112-114, Санкт-Петербург, 2002г.) (с соавт.: Пичхадзе И.М., Яковлев П.А.).

4. "Аппарат И.М. Пичхадзе для монополярной и полиполярной фиксации костных фрагментов и его новые конструктивные особенности" // (Тезисы докладов, 13 научно-практическая конференция SICOT, стр. 112-114, Санкт-Петербург, 2002г.) (соавт.: Пичхадзе И.М., Яковлев П.А.).

5. "Некоторые результаты использования информационных технологий в лечении пострадавших травматологического профиля" // Теоретические и прикладные проблемы информатизации. Москва, 2002г. с. 109-123. (с соавт.: Пичхадзе И.М., Егоров И.Д., Бардеев А.Ю.).

СПИСОК ИЗОБРЕТЕНИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Комплект деталей для комбинированного накостно - интрамедуллярного остеосинтеза проксимального отдела бедра. Патент № 2206290 от 20.06.2003г. (с. соавт. Пичхадзе И.М., Троценко В.В., Нуждин В.И., Снетков А.И., Котов В.П.).

Типография ООО «Телер» 127299 Москва, ул. Космонавта Волкова, 12 Лицензия на полиграфическую деятельность ПД № 0089$

Подписано в печать 03.02.2004 г. Формат 60x90 1/16. Тираж 100 экз. Бумага «Снегурочка»0,75 печ. л. Заказ № 76

V - 27 69

Лечение переломов бедренной кости остается одной из актуальных и сложных проблем современной травматологии. В настоящее отмечается неуклонный рост тяжелых повреждений бедра, что, несомненно, связано с развитием техники, повышением скоростей, увеличением количества тяжелых дорожно-транспортных травм и катастроф. Отмечается также рост удельного веса переломов бедра у молодого и работоспособного контингента общества. По данным различных авторов, доля переломов бедренной кости составляет от 15 до 45% в структуре всех переломов (6, 30, 55, 84, 224).

Так, согласно данным В.А. Охотского с соавт. (110), на повреждения бедренной кости в структуре травм опорно-двигательной системы приходится 17%. Среди них, по данным различных авторов, преобладают переломы шейки бедренной кости (50-55%), затем следуют вертельные (3540%) и переломы другой локализации (5-10%). (40, 93, 133, 136).

На долю переломов бедренных костей приходится 20% диафизарных переломов всех трубчатых костей, а удельный вес в структуре причин инвалидности, при последствиях травм, достигает 15-20%. (21,127)

Проблема лечения переломов бедренной кости всегда была довольно сложной в виду ее анатомических и функциональных особенностей: наличие шеечно-диафизарного угла, большого массива мягких тканей вокруг кости, расположение крупных сосудов и нервов рядом с костью на протяжении и значительная функциональная нагрузка.

За последние десятилетия в области лечения переломов бедра достигнуты значительные успехи. AO/ASIF, AAOS разработали принципы лечения переломов костей скелета, в том числе и переломов бедра. Разработано большое количество различных конструкций и фиксаторов (более 500 конструкций) для лечения переломов длинных костей различной локализации, соответственно и для лечения переломов бедренной кости, усовершенствованы методы оперативного лечения.

Однако, несмотря на достигнутые результаты, частота осложнений после лечения переломов бедра остается высокой (до 45%, Ключевский В.В., 1999г.), полным функциональным выздоровлением заканчиваются лишь 25% переломов проксимального отдела бедра (F. Hofilolt, 1997г.), что заставляет нас задуматься над дальнейшим усовершенствованием и систематизацией существующих методов лечения.

Одна из главных проблем в лечении переломов бедренной кости -проблема стабильного, адекватного остеосинтеза. Биомеханический подход к анализу характера переломов необходим для создания единых принципов оценки степени стабильности фиксации отломков любым способом лечения. Подобная оценка может явиться методом выбора при проведении сравнительного анализа по стабилизирующим возможностям различных фиксаторов по отношению к каждому конкретному случаю перелома бедра.

Несмотря на большое разнообразие вариантов компоновок различных аппаратов для чрескостной фиксации, не существует единого мнения и системного подхода отражающего биомеханически обоснованные принципы стабильной фиксации костных отломков при лечении переломов бедра. Многие работы по биомеханике, посвященные лечению переломов длинных костей, учитывают прочностные характеристики фиксаторов, костной ткани и т. д., но они не учитывают биомеханические свойства отломков и их взаимодействие относительно друг друга.

В процессе научно-практических исследований профессора И.М. Пичхадзе была разработана анатомо-биомеханическая классификация, которая систематизирует большое разнообразие переломов длинных костей, в т.ч. бедренной, с учетом биомеханических свойств отломков в каждом конкретном случае. Биомеханическая, концепция фиксации отломков под термином "биомеханика" подразумевает одно из ее направлений в следующих аспектах (114, 115):

- рычаговые свойства отломков;

- рычаговое воздействие на отломки для достижения их сопоставления;

- нейтрализация рычаговых свойств отломков средствами фиксации;

- оптимизация указанных взаимосвязей для обеспечения полноценной стабильной фиксации;

- влияние механического воздействия на фиксированные отломки с учетом возможного выигрыша в силе за счет наличия у отломков свойств, характерных для рычага;

- создание новых фиксаторов на основе принципов биомеханики. Подобный подход позволяет выбрать оптимальный метод фиксации с учетом характеристик существующих фиксаторов и уровень фиксации с учетом взаимодействия отломков между собой.

В настоящей работе нами проведено экспериментально-клиническое исследование переломов бедренной кости. В целях определения переходных зон проксимального и дистального отделов бедренной кости, были проведены исследования (математические расчеты) в которых среднестатистическая бедренная кость была измерена с интервалом 5 мм. в четырех проекциях (прямой, боковой и двух косых по отношению к продольной оси кости). Рычаговые свойства отломков определяли по формуле: Опред.(У)=(Р • 8 • L):(2(L-y)y), где:

QnpeA - сила величины предельных нагрузок на отломок, не приводящих к его смещению У - указатель функции от - у; Р — воздействующая сила вдоль оси кости; 8 — поперечное сечение кости на уровне перелома; L — общая длина кости; у — длина отломка.

Полученные данные были представлены в виде графиков (отдельно для головки с шейкой, основной части бедренной кости и в целом для всей бедренной кости). В них наглядно видно изменение устойчивости отломка в зависимости от длины последнего. Определяются участки (небольшие промежутки в проксимальном и дистальном отделе бедренной кости) на уровне которых устойчивость отломков резко меняется. Эти зоны «переходные», на протяжении которых отломок, не обладающий свойствами характерными для рычага, приобретает их - становится «рычагообладающим».

В целях подтверждения математических расчетов и определения принципов фиксации осколков и отломков при моно-, полифокальных моно-и биполярных переломах диафиза бедренной кости было проведено несколько серий экспериментов на свежевываренных бедренных костях человека. Отдельная, серия экспериментов была посвящена изучению вертельной и подвертельной области.

В результате экспериментальных исследований были уточнены переходные зоны от отломков явно не обладающих к отломкам, явно обладающим свойствами характерными для рычага проксимального и дистального отделов бедренной кости, определены принципы фиксации промежуточного отломка (осколка) при монофокальных, полифокальных моно- и биполярных переломах диафиза бедренной кости. Одним из важных результатов математического анализа и экспериментальных исследований является выявление переходной зоны (№ 2) к наиболее стабильным переломам проксимального отдела бедренной кости в базальной части шейки бедра и переходной зоны (№ 3) к наиболее нестабильным переломам в подвертельной области.

Полученные в результате математических расчетов и экспериментальных исследований данные применены на практике при лечении 135 пациентов с переломами бедренной кости и их последствиями, ближайшие и отдаленные результаты лечения которых, показали высокую эффективность биомеханически обоснованного подхода к проблеме лечения больных с переломами бедренной кости.

Цель исследования. Целью исследования является улучшение результатов лечения переломов бедренной кости и их последствий вследствие применения биомеханической классификации и концепции фиксации отломков переломов длинных костей.

Задачи исследования.

1. Изучение классификаций, а также современных принципов и подходов к проблеме лечения больных с переломами бедренной кости и их последствий;

2. Математическое обоснование и экспериментальное определение переходных зон для проксимального и дистального отделов бедренной кости.

3. Разработка биомеханически обоснованных принципов стабильной фиксации отломков различными вариантами компоновок аппаратов для чрескостного остеосинтеза при различных переломах бедра;

4. Изучение клинико-рентгенологической (биомеханической) характеристики переломов бедренной кости;

5. Практическое применение биомеханических принципов в лечении больных с переломами бедренной кости, анализ результатов лечения с биомеханической точки зрения;

6. Разработка общих рекомендаций в подходах к лечению больных с переломами бедренной кости и прогнозирования результатов лечения с биомеханической точки зрения.

Научная новизна исследований. Впервые, математически и экспериментально определены переходные зоны проксимального (№ 1) и дистального (№ 4) отдела бедренной кости, а также переходной зоны (№ 2) к наиболее стабильным переломам среди двухрычаговых повреждений проксимального отдела бедренной кости в базальной части бедра и переходной зоны (№ 3) к наиболее нестабильным переломам в подвертельной области.

Выявлена зона наиболее нестабильных переломов, располагающаяся в районе от малого вертела до границы дистального отдела бедренной кости.

Доказана высокая эффективность применения аппаратов внешней фиксации при лечении переломов бедренной кости и их последствий.

Впервые даны результаты лечения больных с повреждениями бедренной кости аппаратом Пичхадзе III модели, компоновки которого проводились согласно биомеханической концепции фиксации отломков.

Практическая значимость исследования.

Экспериментальные исследования переломов бедренной кости позволили уточнить переходные зоны от отломков явно не обладающих к отломкам, явно обладающим свойствами характерными для рычага проксимального (№1) и дистального (№ 4) отделов бедренной кости, а также переходную зону (№ 2) к наиболее стабильным переломам проксимального отдела бедренной кости в базальной части шейки бедра и переходную зону (№ 3) к наиболее нестабильным переломам в подвертельной области. Это крайне важно для выбора тактики лечения и вариантов компоновки каждого фиксатора индивидуально для конкретного случая перелома.

В результате экспериментальных исследований были определены оптимальные варианты компоновок аппаратов для чрескостного остеосинтеза при оскольчатых моно- и полифокальных переломах среднего отдела бедренной кости, что позволило минимизировать число элементов фиксации т. е. спиц и стержней и повысить надежность фиксации костных фрагментов.

Применение в клинической практике биомеханических принципов фиксации позволило убедиться в эффективности данного подхода, что подтверждено ближайшими и отдаленными результаты лечения 135 пациентов с переломами бедренной кости и их последствиями.

Материалы и методы исследования.

Работа основана на лечении 135 пациентов и 140 наблюдений переломов бедренной кости и их последствий (у 5 пациентов повреждения бедренных костей были с обеих сторон), лечившихся в ЦИТО и его клинических базах (городские клинические больницы № 15,17 и 59) за период с 1982 - 2002гг.

В работе были использованы экспериментальные, рентгенологические, медико-технические и статистические методы исследования.

Приборы и оборудование: оперативный инструментарий, рентгенологическая аппаратура, рентгеновские пленки, приспособления для опытных образцов, испытательная машина «Zwick-1464».

Положения выносимые на защиту.

1. Определение переходных зон от отломков не обладающих рычаговыми свойствами, до отломков обладающих таковыми при переломах проксимального и дистального отдела бедренной кости, позволили уточнить необходимые компоновки фиксатора при чрескостном остеосинтезе.

2. Проксимальный отломок при переломах дистального отдела и дистальный отломок при переломах проксимального отдела бедренной кости всегда обладают выраженными свойствами характерными для рычага, их фиксация требует обеспечения двух «уровней фиксации» на протяжении друг от друга не менее 50% отломка.

3. Промежуток, включающий в себя базальную часть шейки бедра и вертельную область, является зоной наиболее стабильных переломов среди двухрычаговых повреждений проксимального отдела бедренной кости.

4. Промежуток бедренной кости от подвертельной области до границы средней и нижней трети является зоной наиболее нестабильных переломов среди двухрычаговых повреждений диафизарной части бедренной кости.

Публикация результатов лечения.

1. "Лечение переломов костей, образующих коленный сустав, и их последствий на основе биомеханической концепции фиксации отломков". // Сборник материалов зимнего всероссийского симпозиума "Коленный и плечевой сустав - XXI век". М., 6-7 декабря 2000, с. 162. (соавт.: Пичхадзе И.М., Бардеев А.Ю.).

2. "Биомеханические основы остеосинтеза переломов костей и конечностей и компьютерные технологии" // Сборник научных докладов

Информационные технологии в производстве, медицине, психологии и этике", М., 2003 г. стр. 71-78 (соавт.: Пичхадзе И.М., Бардеев А.Ю., Рахимов Д.С., Яковлев П.А.).

3. "Экспериментальное обоснование биомеханических принципов фиксации отломков при переломах шейки бедренной кости" // (Тезисы докладов, 13 научно-практическая конференция SICOT, стр. 112-114, Санкт-Петербург, 2002г.) (соавт.: Пичхадзе И.М., Яковлев П.А.).

4. "Аппарат И.М. Пичхадзе для монополярной и полиполярной фиксации костных фрагментов и его новые конструктивные особенности" // (Тезисы докладов, 13 научно-практическая конференция SICOT, стр. 112-114, Санкт-Петербург, 2002г.) (соавт.: Пичхадзе И.М., Яковлев П.А.).

5. "Некоторые результаты использования информационных технологий в лечении пострадавших травматологического профиля" // Теоретические и прикладные проблемы информатизации. Москва, 2002г. с. 109-123. (соавт.:

Пичхадзе И.М., Егоров И.Д., Бардеев А.Ю.).

Список изобретений по теме диссертации. 1. Комплект деталей для комбинированного накостно интрамедуллярного остеосинтеза проксимального отдела бедра. Патент №

2206290 от 20.06.2003 г. (соавт. Пичхадзе И.М., Троценко В.В., Нуждин

В.И., Снетков А.И., Котов .П.).

Объём и структура работы. Диссертация изложена на 211 страницах (текстовая часть 173 страницы), содержит введение, 6 глав, заключение, выводы, список литературы. Список литературы состоит из 170 источников на русском и 60 на иностранном языках. Диссертация иллюстрирована 91 таблицей и 55 рисунками.

Работа выполнена в ГУН ЦИТО им. Н.Н. Приорова и в городских клинических больницах № 15,17 и 59.

Экспериментальные исследования проводились в лаборатории испытании изделий медицинской техники и метрологии ГУН ЦИТО им. Н.Н. Приорова.

ВЫВОДЫ

1. Биомеханическая классификация переломов костей скелета, в котором переломы бедренной кости делятся на без-, одно-, и двухрычаговые; полифокальные монополярные двухрычаговые, а также полифокальные биполярные без-, одно- и двухрычаговые; вне- и внутрисуставные, без нарушения конгруэнтности суставных поверхностей или с нарушением, необходима для определения тактики фиксации переломов бедренной кости.

2. В результате математических расчетов и экспериментальных исследований определены переходные зоны от однорычаговых к двухрычаговым переломам проксимального и дистального отделов бедренной кости. Переходная зона проксимального отдела бедра располагается на расстоянии равном 7,1 - 9,6% от общей длины бедренной кости. Переходная зона дистального отдела бедренной кости располагается на расстоянии равном от 8,0 до 14,8% (при измерении с дистального конца кости).

3. При переломах проксимального отдела бедренной кости дистальный отломок, и проксимальный отломок при переломах дистального отдела всегда обладают свойствами характерными для рычага. Соответственно эти отломки должны быть фиксированы на 2 уровнях с расположением «уровней фиксации» на расстоянии более 50% от длины отломка.

4. При переломах шейки бедренной кости с вертикальной линией излома стабильность проксимального отломка вдоль оси Y резко снижается (60Н). В целом для стабильной фиксации отломков при переломах шейки бедренной кости необходимо обеспечить жесткость не менее 200Н.

5. Переломы вертельной области относятся к наиболее стабильным среди двухрычаговых повреждений, в виду анатомических особенностей проксимального отдела бедренной кости. Определена переходная зона (№ 2) к наиболее стабильным переломам среди двухрычаговых повреждений, расположенная на расстоянии равном 12,2-13,5% от общей длины бедренной кости.

6. Подвертельные переломы по данным математического анализа и экспериментальных исследований относятся к нестабильным. Определена переходная зона (№ 3) к наиболее нестабильным переломам, на расстоянии равном 26,9-30,8% от общей длины бедренной кости.

7. Ретроспективный анализ наблюдений застарелых повреждений бедренной кости показал, что основной причиной осложнений было отсутствие адекватного, биомеханически обоснованного подхода в выборе фиксатора в каждом конкретном случае перелома.

8. Соблюдение принципов. биомеханической классификации и концепции фиксации отломков позволило достигнуть благоприятных результатов лечения больных с повреждениями бедренной кости в 97,2% случаев.

ЗАКЮЧЕНИЕ

Увеличение частоты повреждений бедренной кости в последние годы, высокий процент инвалидности, побудили нас к более углубленному изучению проблемы лечения переломов бедренной кости и их последствий. По данным различных авторов, доля переломов бедренной кости составляет от 15 до 45% в структуре всех переломов (6, 30, 55, 84, 224). Так, согласно данным многих авторов, на повреждения бедренной кости в структуре травм опорно-двигательной системы приходится 17%, среди них, по данным различных авторов, преобладают переломы шейки бедренной кости (50-55 %), затем следуют вертельные (35-40%) и другой локализации (5-10%) переломы. (40, 93, 133, 136, 110).

На долю переломов бедренной кости приходится 20% диафизарных переломов всех длинных костей, а удельный вес в структуре причин инвалидности, при последствиях травм, достигает 15-20% (21,127).

Анализ большого количества различных источников показал, что лечение переломов бедренной кости претерпело значительную эволюцию от самых примитивных способов фиксации до современных методов остеосинтеза.

Одним из важных моментов, определяющим тактику лечения перелома бедренной кости и их последствий является его локализация и характер, а также степень смещения отломков.

Сложность анатомической структуры бедренной кости привела к созданию множества классификация, построенных по различным принципам: анатомическому (50, 51, 137, 191); по механизму травмы (53, 139, 186); по видам перелома (70, 122, 169, 214); по характеру смещения отломков (70); по признакам, влияющим на отдаленные результаты (193).

Анатомические, функциональные, клинические и прогностические факторы побудили многих авторов дифференцировать переломы бедренной кости на диафизарные, внутри- и околосуставные (54, 61).

По мнению ряда авторов важное значение, в плане прогноза и выбора тактики лечения, имеет классификация переломов бедренной кости по степени тяжести (20, 64).

Наибольшее распространение в настоящее время получила классификация системы AO/ASIF (305, 206), которая отражает характер перелома по локализации и линии излома. Однако в представленной классификации АО не учитываются биомеханические свойства отломков.

Биомеханическая классификация переломов длинных костей, предложенная И.М. Пичхадзе, в которой вопросы взаимной стабильности отломков в полном объеме отражены в свете биомеханической концепции фиксации отломков, способствует выбору оптимальной тактики и прогнозу лечения больных (54, 111, 124, 118, 110, 121).

Лечение переломов бедренной кости и их последствий в современной травматологии осуществляется как консервативным способом (гипсовая повязка, скелетное вытяжение), так и оперативным. Оперативные методы обеспечивают более эффективную репозицию отломков, дают высокую стабильность костных фрагментов.

В настоящее время среди других методов лечения переломов бедренной кости, метод наружного чрескостного остеосинтеза, основываясь на биомеханических принципах фиксации переломов, удачно сочетает стабилизирующие, репозиционные, функциональные возможности, причем все это достигается с минимальной травматизацией мягкотканых структур (47, 63, 66, 97, 195,205).

Основу нашего исследования составили математическое и экспериментальное изучение отрицательно воздействующих ретракционных сил на отломки при переломах бедренной кости на всех уровнях. С этой целью были проведены математические расчеты и измерения среднестатистической бедренной кости. Измерения проводились в 4 проекциях с интервалом 5 мм (прямой, боковой и двух косых по отношению к продольной оси кости). Длина исследуемой бедренной кости составила 390мм по основной оси, 78 уровней деления по 5 мм. Длина головки и шейки составили 75 миллиметров, 13 уровней. Величину предельных нагрузок, действующих на отломок, приводящих к его смещению, не более чем на 0,1 см. определили по формуле: Опред.(У)=(Р • 5 • L):(2(L-y)y), где:

Опрсд - сила-величины предельных нагрузок на отломок, не приводящих к его смещению; У - указатель функции от у; Р - воздействующая сила вдоль оси кости; 5 - поперечное сечение кости на уровне перелома; L — общая длина кости; у - длина отломка.

Из полученных данных были составлены графики зависимости отдельно для головки с шейкой и в целом для бедренной кости. Графики показывают большую разницу в цифрах от 5 до 680 Н. Видно, что чем меньше размер отломка, тем большая внешняя воздействующая сила нужна для смещения отломка. Так же видно, на каком уровне перелома бедренной кости отломок обладает свойствами характерными для рычага, а на каком нет. Отчетливо видны переходные зоны отломка обладающего свойствами характерными для рычага от отломка не обладающего таковыми.

Экспериментальные исследования были проведены со свежевываренными трупными бедренными костями человека. Были смоделированы типичные переломы бедренной кости всех локализаций по основным группам согласно биомеханической классификации длинных костей.

Анатомически исследование было разделено на 4 группы.

Первая группа исследований была посвящена определению переходной зоны проксимального отдела бедренной кости.

Основной задачей при проведении второй группы исследований было определение стабильности фиксации при переломах вертельной и подвертельной зоны бедренной кости.

Третья группа исследований включала в себя средний отдел бедра, а также изучение биомеханических свойств отломков и осколков диафизарной части бедренной кости.

В четвертую группу вошли исследования, целью которых было определение переходной зоны дистальной части бедренной кости.

По характеру исследования все проведенные эксперименты можно разделить на две большие группы. В первой группе, исследуемый отломок фиксировали на одном уровне, независимо от размеров последнего. Во второй, контрольной группе, исследуемый отломок фиксировали на двух уровнях, в соответствии с биомеханической концепцией фиксации отломков.

Все модели фиксировались в аппарате Илизарова. Использовались кольца диаметром 160 мм. Каждый уровень состоял из двух перекрещивающихся спиц. Спицы проводили с учетом топографо-анатомических особенностей поврежденного сегмента. Степень натяжения спиц проверяли камертонным методом. Все модели переломов мы испытывали на «Zwick-1464» - аппарате (Германия) в режиме сжатия. Испытания проводили в трех плоскостях (фронтальной, сагиттальной, горизонтальной). В движущую часть «Zwick-1464» - аппарата мы закрепляли металлический стержень, который непосредственно давил на отломок. Точка приложения силы находилась на расстоянии 5 мм от линии перелома. Испытуемая модель закреплялась на специально подогнанную к каждой модели подставку. Каждый эксперимент проводили до смещения отломка на 1 мм без разрушения кости. Данные регистрировались автоматическим писчиком на стандартных бланках. Кривые обозначены соответственно осям нагрузки:

- X - поперечная нагрузка оси кости во фронтальной плоскости,

- Z - поперечная нагрузка оси кости в сагиттальной плоскости,

- Y - нагрузка вдоль оси кости.

- 1 - проксимальный отломок,

- 2 - дистальный отломок,

- р - проксимальный конец отломка,

- d - дистальный конец отломка,

- s - промежуточный отломок (осколок).

Исследования, проведенные на уровне шейки бедренной кости позволили уточнить переходную зону проксимального отдела бедренной кости. Экспериментально выяснено, что проксимальный отломок начинает приобретать свойства характерные для, рычага при прохождении линии излома в промежутке от 2 до 7 мм на уровне субкапитальной зоны. Сопоставление полученных данных с математическими расчетами показали, что результаты практически одинаковые с незначительной разницей.

Таким образом, промежуток от 7,1 до 9,6% от общей длины бедренной кости является переходной зоной для проксимального отдела бедренной кости. Данные указаны после коррекции с учетом результатов, полученных при экспериментальных исследованиях.

Исследования моделей переломов на уровне шейки бедра с горизонтальной и вертикальной линиями изломов показали двухрычаговый характер последних. Фиксация проксимального отломка при таких переломах должна быть осуществлена на 2 уровнях (или должна быть соответствующей двум уровням). При этом необходимо отметить, что при переломах с вертикальной линией излома, стабильность резко падает при нагрузках вдоль оси Y. Этот важный момент необходимо учитывать на практике при лечении пациентов с такими переломами.

Анализируя в целом данные, полученные в результате исследования шейки бедренной кости выяснили, что для стабильной фиксации отломков при переломах данной локализации, необходимо обеспечить жесткость не менее 200Н вдоль стандартных осей нагрузки одним или двумя уровнями фиксации в зависимости от биомеханического характера проксимального отломка.

Анализ данных, полученных при исследовании вертельной области, показал высокую стабильность переломов при адекватной фиксации проксимальных отломков (более 300Н). На практике фиксация как проксимального, так и дистального отломков должна быть обеспечена двумя уровнями фиксации. Межвертельные переломы с горизонтальной линией излома, по данным исследований, наиболее стабильны при правильной, биомеханически обоснованной фиксации отломков.

Исследования подвертельной области подтвердили нестабильный характер переломов данной локализации. На практике фиксация проксимальных отломков при таких переломах, должна быть осуществлена на двух уровнях, при этом необходимо учитывать нестабильный характер последних, что обусловлено выносом нагрузки вне оси бедренной кости в связи с её изгибом и зависит от шеечно-диафизарного угла.

В ходе исследований, проведенных на дистальном отделе бедренной кости, определена зона, на расстоянии от 11,5% от общей длины кости, где при прохождении линии излома, стабильность дистального отломка, фиксированного на одном уровне, прогрессивно снижается, доходя по нашим данным до критических цифр при длине 13,4%. С незначительной разницей, цифры соответствуют математическим расчетам. Таким образом, промежуток нижней трети бедренной кости на уровне от 11,5 до 13,4% от общей длины, считаем переходной зоной для дистального отдела.

Также в результате экспериментального исследования выяснено, что даже значительная компрессия, заданная между отломками при фиксации дистального отломка обладающего свойствами характерными для рычага на одном уровне, не приводит к достаточной стабильности последнего.

Экспериментальные исследования, проведенные на моделях переломов среднего отдела бедренной кости показали, что при оскольчатых переломах данной локализации, фиксация осколка или отломка одной спицей с упорной площадкой достаточна при небольших их размерах. Более крупный осколок при монофокальных переломах необходимо фиксировать двумя спицами с упорной площадкой на максимально возможном его протяжении, с достаточной компрессией последнего к его ложу.

Фиксацию промежуточного отломка, не обладающего свойствами характерными для рычага, при полифокальных переломах данной локализации, необходимо обеспечить одним уровнем (двумя перекрещивающимися спицами). При технических трудностях, если таковые встречаются при проведении остеосинтеза, фиксацию промежуточного отломка можно осуществить одной спицей с упорной площадкой, как один из вариантов достаточно стабильной фиксации последнего.

Анализ клинического материала показал, что переломы бедренной кости, с показаниями к оперативному лечению, чаще встречаются в наиболее трудоспособном возрасте преимущественно мужской части населения (93 наблюдения, 68.9%) и основным моментом, определяющим данный факт, является резкое увеличение дорожно-транспортного травматизма (78 наблюдений, 57,8%). В старших возрастных группах преобладал бытовой и уличный травматизм (34 наблюдения, 25,2%), с выравниваем количественного соотношения мужчин и женщин. В основном нашими пациентами были люди занятые умственным, легким и средним физическим трудом (84 пациента, 62,2%).

У 84 больных (62.2%) были отмечены различные по тяжести и локализации сопутствующие повреждения. В отдельных случаях сопутствующие повреждения были настолько тяжелыми, что приходилось откладывать оперативное вмешательство до стабилизации состояния. В некоторых случаях (3 наблюдения) в связи с жировой эмболией на фоне нестабильности отломков, больным произведена экстренная стабилизация отломков фиксаторами последнего поколения в более простом варианте компоновки, с последующей стабилизацией после выведения больных из критического состояния.

Сопутствующие заболевания из всех 135 пациентов встречались достаточно часто - в 57 случаях (42,2%), в основном в старших возрастных группах.

Наблюдения со свежей травмой составили тяжелую группу с различными клиническими случаями (72 наблюдения, 51,4%).

С последствиями различных переломов бедренной наблюдалось 64 пациента (47,4%), у четверых из них повреждения были с обеих сторон (68 наблюдений 48,6%). Все пациенты в течение длительного времени лечились в лечебных учреждениях по месту травмы или по месту жительства. Большинство пациентов были неоднократно оперированы с применением как погружных (25 наблюдений), так и внешних фиксаторов (27 наблюдений).

С неправильно сросшимся переломом поступил 1 пациент после скелетного вытяжения. С несросшимися переломами поступило 9 пациентов: после лечения гипсовой повязкой - 1 пациент, скелетным вытяжением - 3, интрамедуллярным штифтом - 3, накостной пластиной АО - 1, аппаратом Илизарова - 1. С рефрактурами поступило 4 пациента: после лечения скелетным вытяжением - 1, накостной пластиной АО (перелом пластины) -3. С ложными суставами наблюдалось 2 пациента: после лечения гипсовой повязкой - 1 человек, аппаратом Илизарова - 1. С ложными суставами, осложненными хроническим остеомиелитом было больше всего наблюдений

- 52 пациента: после лечения гипсовой повязкой - 2 больных, скелетным вытяжением - 6, винтами АО - 1, интрамедуллярным штифтом - 4, интрамедуллярным штифтом затем аппаратом Илизарова - 3, накостной пластиной АО - 12, накостной пластиной затем интрамедуллярным штифтом

- 1, накостной пластиной затем аппаратом Илизарова - 5, аппаратом Фурдюка - 2, аппаратом Костюка - 1, аппаратом Илизарова - 13, аппаратом Волкова-Оганесяна - 1, аппаратом Илизарова затем пластиной АО - 1 пациент.

В целом, с осложнениями после консервативного лечения поступило всего 15 человек, после лечения внешними фиксаторами 17 человек, погружного остеосинтеза 17 человек, 19 пациентов поступили после лечения двумя или более фиксаторами. Анализ материала показал, что основной причиной осложнений была неадекватная, биомеханически необоснованная фиксация отломков и не всегда правильный, отвечающий характеру перелома выбор фиксатора. Другой важной причиной осложнений, был тяжелый характер переломов (открытые, многооскольчатые, полифокальные), превалировавших в этой группе. Анализ рентгенологических данных показал, что в обеих группах преобладали пациенты с тяжелыми двухрычаговыми переломами (93 наблюдения, 66,4%). Полифокальные моно-и биполярные переломы в совокупности составили 47 наблюдений (33,6%).

Биомеханическая классификация отломков во многом определила тактику лечения и выбор фиксатора, как при лечении свежих переломов, так и их последствий.

Аппарат Илизарова применен в целом в 37 наблюдениях (26,4%), преимущественно в группе переломов с застарелой травмой (27 наблюдений, 19,3%). Фиксатор обеспечивает хорошую стабилизацию отломков практически во всех случаях, когда не требуется репозиция в послеоперационном периоде. В наших наблюдениях применение аппарата Илизарова позволило добиться в большинстве случаев хороших и отличных результатов, что в основном связано с определением четких показаний с учетом биомеханического характера перелома.

Аппарат Волкова-Оганесяна применен в 12 наблюдениях (8,6%). Анализ результатов лечения показал, что данный фиксатор обладает хорошими репозиционными и фиксационными возможностями одного «уровня перелома». Обоснованное применение фиксатора позволило в наших наблюдениях добиться хорошей фиксации отломков.

Аппарат Пичхадзе I модели применялся чаще (67 наблюдения, 47,9%). Преимущественно аппарат применен при монофокальных без-, одно- и двухрычаговых переломах (51 наблюдение, 36,4%). Конструктивные особенности аппарата позволили проводить хорошую репозицию отломков в послеоперационном периоде. В большинстве случаев применение данного фиксатора позволило добиться хорошей репозиции и стабилизации отломков как при более простых, так и тяжелых случаях, что явилось хороших и отличных результатов.

Аппарат Пичхадзе II модели применен в 8 наблюдениях (5,7%). В наших наблюдениях применение конструкции позволило добиться хороших результатов.

В последние годы при лечении тяжелых переломов бедренной кости и их последствий все чаще в ЦИТО применяется аппарат Пичхадзе III модели (16 наблюдений, 11,4%). Конструктивные особенности аппарата позволили, когда это было необходимо, экстренно стабилизировать отломки в более простом варианте компоновки. В послеоперационном периоде, без потери имеющейся жесткости, исходный вариант компоновки доукомплектовывался необходимыми узлами и элементами фиксации.

Сроки фиксации зависели от уровня, биомеханического характера перелома от примененного аппарата внешней фиксации. Средние сроки фиксации при без-, одно-, двухрычаговых свежих переломах составили 81,5, 117,4 и 192,3 дня соответственно. В целом средние сроки фиксации при свежих монофокальных, полифокальных моно- и биполярных переломах составили 169,3, 197,4 и 296,4 дня. Средние сроки фиксации при. лечении последствий переломов бедренной кости были более продолжительными, среднем на 50-60 дней. Применение аппаратов Пичхадзе I и III модели позволили уменьшить сроки лечения в аппарате в среднем на 60 дней. Особенно отчетливо это видно в случае с последствиями тяжелых двухрычаговых переломов. Показаниями к демонтажу аппарата были клинические и рентгенологические признаки консолидации.

Результаты лечения больных со свежими переломами бедренной кости были рассмотрены на примере 50 больных (69,4%). Анализ результатов лечения больных с последствиями переломов бедренной кости проводился с учетом уже имеющихся осложнений. Были изучены отдаленные результаты у 46 пациентов (67,4%). Оценка результатов лечения проводился по модифицированной схеме Улицкого.

Анализ ближайших и отдаленных результатов лечения всех больных показал, что примененные аппараты (Илизарова, Волкова-Оганесяна, Пичхадзе I модели, Пичхадзе II модели, Пичхадзе Ш модели) имели хорошую механическую стабильность и при соблюдении биомеханического подхода к фиксации отломков обеспечивали хорошие результаты лечения.

Лучшие результаты получены в группах, где применялись аппараты Пичхадзе I и III модели.

В целом необходимо отметить, что залогом достижения хороших и отличных результатов при повреждениях бедренной кости как при свежих, так и застарелых, был адекватный обоснованный подход в выборе фиксатора в каждом конкретном случае с учетом биомеханического характера перелома, а также обеспечение оптимальной компоновки с учетом рычаговых свойств каждого конкретного отломка. В случае с застарелыми повреждениями, помимо вышесказанного, важную роль играла адекватно проведенная хирургическая обработка очага повреждения с последующим длительным дренированием.

Одним из наиболее частых причин осложнений, как показал ретроспективный анализ наблюдений застарелых повреждений бедренной кости, было отсутствие адекватного, биомеханически обоснованного подхода в выборе фиксатора в каждом конкретном случае перелома, а также обеспечение оптимальной компоновки с учетом рычаговых свойств отломков при применении аппаратов внешней фиксации.

Чаще всего встречались осложнения воспалительного характера вокруг спиц и стержней (11 наблюдений). Подобные осложнения в наших наблюдениях встречались как в раннем, так позднем послеоперационном периоде. Чаще всего воспаление наблюдалось при сохраняющемся натяжении мягких тканей вокруг стержней или спиц. В некоторых случаях причиной воспаления было ослабление натяжения спиц. У части больных воспаление мягких тканей вокруг спиц возникло из-за прорезания мягких тканей спицами и стержнями. Во всех случаях старались сохранить фиксирующие элементы. При первых же признаках воспалительных явлений вокруг спиц и стержней проводилась обработка кожи растворами антисептиков, назначалась антибактериальная терапия с учетом чувствительности к флоре. При угрозе нагноения воспалительные явления купировались санацией области нагноения, в целях которого применялись дренажи тонкого диаметра. Как правило, на 5-7 сутки воспалительные явления удавалось купировать.

Повторные смещения отломков вследствие ослабления спиц наблюдались в 5 случаях. У троих больных был зафиксировано ослабление спиц в зажиме, что привело к смещению отломков, которое удалось устранить путем их натяжения. У двоих ослабление спиц произошло вследствие растяжения самих спиц (текучесть металла). В таких случаях, репозицию и стабилизацию отломков обеспечивали дополнительным проведением спиц.

Обострение хронического остеомиелита в процессе лечения отмечено у 2 больных. Обоим больным проведены санирующие оперативные вмешательства с дренированием без демонтажа аппарата.

Одними из наиболее серьезных осложнений были массивные кровотечения из бедренной, которые имели место у двух больных в группе наблюдений со свежей травмой, связанные с пролежнем бедренной артерии в месте проведения спицы на уровне среднего отдела бедренной кости.

Ретроспективный анализ данных наблюдений выявил, что в процессе лечения произошло быстрое ослабление мышечной массы (до травмы пациенты принимали стероидные препараты для повышения мышечной массы) с изменением топографии бедренной артерии. Вследствие этого у больных на ранних этапах лечения произошло оседание бедренной артерии на спицу, проведенную через промежуточный отломок, что и способствовало образованию пролежня. Осложнения были своевременно устранены, что в целом они не повлияли на благоприятный исход лечения.

Одними из частых поздних осложнений были деформирующие артрозы и контрактуры коленного сустава. Одна из серьезных проблем при переломах и их последствиях дистального отдела бедренной кости - разработка движений в коленных суставах. При внутрисуставном характере переломов, проблема разработки движений в коленном суставе носит весьма актуальный характер. В некоторых случаях, преимущественно среди наблюдений с застарелой травмой изменения в коленных суставах были столь выражены, что приводили к стойким нарушениям функции коленного сустава.

Таким образом, большинство осложнений возникших в ходе лечения больных в ЦИТО и его клинических базах были следствием не тактических ошибок. В основном причинами осложнений были моменты, связанные с несоблюдением рекомендаций врача, чрезмерно активной разработкой коленного сустава и прочие.

Строгое следование биомеханическим принципам, классификации, а также принципиальной тактике обследования и подготовки пациентов оперативному вмешательству, контроль в послеоперационном периоде, позволили избежать серьезные ошибки.

В заключении считаем целесообразным отметить, что более широкое практическое применение биомеханической классификации и концепции фиксации отломков, будет способствовать улучшению результатов лечения больных с переломами бедренной кости и их последствиями.