Автореферат и диссертация по медицине (14.00.22) на тему:Системный подход к выбору и компьютеризации стабильного чрескостного остеосинтеза при переломах длинных костей

li АПР

Министерство здравоохранения Российской Федерации

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТРАВМАТОЛОГИИ« И ОРТОПЕДИИ ни. H.H. ПРИОРОВА

ПИЧХАДЗЕ ИСАК МИХАЙЛОВИЧ

СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ВЫБОРУ И КОМПЬЮТЕРИЗАЦИИ СТАБИЛЬНОГО ЧРЕСКОСТНОГО ОСТЕОСИНТЕЗА ПРИ ПЕРЕЛОМАХ ДЛИННЫХ КОСТЕЙ

14.00.22 • травматология и ортопедия

на правах рукописи

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора медицинских наук

Москва • 1994

Работа выполнена в Центральном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте травматологии и ортопедии им. Н.Н.Приорова.

НАУЧНЫЙ КОНСУЛЬТАНТ - доктор медицинских наук профессор ■

0. В. ОГАНЕСЯН.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ

Доктор медицинских наук профессор В. П. ОХОТСКИЙ. Доктор медицинских наук профессор А. Е. ДМИТРИЕВ. Доктор медицинских наук профессор В.М. ЛИРЦМАН.

Ведущая организация - Российский государственный медицинский университет.

Защита диссертации состоится "22 " О цА £ 1994 г.

в 13'час. на заседании специализированного совета Д 074.02.01 при Центральном научно-исследовательском институте травматологии и ортопедии им. Н.Н.Приорова (125299. Москва, ул. Приорова, Ю).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЦИТО. Автореферат разослан " ■" /¡-¿¿г р }сх 1994 г- •

Ученый секретарь специализированного совета Ф. Г\ БУХТОЯРОВА

- з -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В целях достижения благоприятных исходов лечения переломов длинных костей скелета необходима-точная репозиция и максимально надежная стабильность отломков, которую часто не удается обеспечить (В. В. Кузьменко. 1990; А. А. Корж, 1992: Schatzker J., Tile М.1987, Feraboll F.. Manentl R. 1993). В решении данной проблемы выбор метода и способа лечения,, адекватного тяжести повреждения, становится ведущим. В свою- очередь; выбор метода и способа лечения связан с трактовкой характера перелома с биомеханических позиций. В основу подобного биомеханического анализа переломов положено выявление рычаговых свойств отломков, отрицательно воздействующих на их неподвижность в зоне перелома. Рычаговэе воздействие отломков по отношению к зоне перелома зависит от характера линии перелома не сколько с анатомических. но и с биомеханических позиций, т. е. длины и других размеров каждого отломка; от направления репоэиционкых стабилизирующих сил и отрицательно воздействующих ретракционных сил. ведущих ко вторичному смещению отломков.

Большинство известных методов и способов лечения переломов костей, в'частности, их фиксации направлены на оптимальную стабилизацию отломков как при консервативном, так и при оперативном лечении, в том числе и чрескостным остеосинтезом. Однако большинство существующих классификаций. (А. В.Каплан, 1979; Schatzker J., Lambert D. С. 1979; Laros G.S., 1979; Müller M. E.. Mazarían S., Koch Р., Schatzker J. 1990)'построены по какому - либо одному признаку (анатомическому, механизму травмы, смещении отлом-

ков; степени повреждения костной ткани и т. п.) и не учитывают биомеханические особенности переломов. В них предполагается наличие множества непредвиденных, трудно систематизируемых различий в характере переломов. Это препятствует разработке единой системы рекомендаций по лечению переломов, созданию стабильного остеосинтеза, стабильного положения отломков при иммобилизации консервативными методами. Все вышесказанное привело к разработке множества классификаций, способов и устройств, направленных на лечение переломов различной локализащш. Ввиду недостаточного учета оптимальных условий для создания стабильности в системах "фиксатор - кость" и "кость - кость" (меаду отломками) многие из устройств не оправдывают себя или обладают ограниченными возможностями. Тем не менее. они все еще производятся медицинской промышленностью и применяются в клинических условиях.

До сегодняшнего дня в практике травматологов и ортопедов, в подходе к лечению больных с переломами костей скелета, не учитывается биомеханический принцип их верификации, в связи с чем остаются трудности в надежной фиксации костных отломков и. тем более, в реализации этой проблемы с учетом анатомо-топографичес-ких особенностей поврежденного сегмента конечности, в частности, макроструктуры (плотности) самой кости.

В литературных источниках (С.С.Ткаченко, 1987 и др.) в общих чертах говорится о показаниях к различным видам остеосинтеза, и поэтому они не предпологаот конкретные рекомендации по применению того или иного способа фиксации отломков при конкретных переломах.

В.И.Стецула, A.A. Девятов 1987; Huiler М.Е.. Allgower M., Schneider R.. Willenegger H. 1990; Feraboll F.. Manentl R. 1S93 и др. в поисках оптимальных компоновок фиксаторов к различным по

характеру переломам предлсгавт множество схем стабилизации отломков. Однако запомнить их практическому врачу достаточно I ож-но.

Несмотря на большой опыт, накопленный отечественными и зарубежными травматологами, до настоящего времени недостаточно разработаны теоретические основы и не определены критерии-, позволяющие провести сравнительный анализ технических и функцио-К'чьных возможностей различных методов лечения по отношению к какому-либо коикретному перелому (В. П. Охотский, 1987; Э.В.Кобзев 1987).

В практике травматологов и ортопедов многое основано на использовании накопленного личного опыта и анализа значительного количества своих и чужих ошибок. Ведь не является секретом, что различные врачи по - разному владеют методами лечения отдельных повреждений, и врачевание в большей мере является искусством, чем наукой. Однако использование современных достижений в науке и технике позволило бы более рационально использовать врачебный потенциал.

Знание технических возможностей каждого известного метода и •способа лечения, а также устройств, предназначенных для фиксации отломков, для каждого конкретного перелома, являются важными факторами в деле лечения больных. Однако без единной системы трактовки характера переломов и способов их лечения, основанной на биомеханических принципах, выбор метода и способа, оценка проводимого лечения является сложной задачей, т. к. неясно, например, сколько и каких спиц или стержней необходимо вводить для Фиксации конкретного перелома, - на саких уровнях и по, какими углами их следует вводить по отношению к отломкам при чрескост-ном остеосинтезе.

Следует отметить, что биомеханические особенности каждого отдела (верхней, средней или нижней трети) разных костей достаточно вариабильны и требуют самостоятельного подхода ввиду анатомических и структурных особенностей костей скелета. Их изучение возможно путем создания математических моделей с учетом степени и осей воздействия рьчаговых сил относительно зоны перелома.

Определенные трудности в создании классификации переломов костей, основанной на биомеханическом принципе, заключаются в отсутствии ведущего (главного) биомеханического признака, отражающего характер перелома и вскрывающего его закономерности при помощи таких точных наук, как физика, стереометрия, теоретическая механика. Это вызвано обобщенным изучением биомеханики костей скелета и их переломов, мышц, кинематики движений, без выделения ведущего фактора.

Многие годы основное внимание уделялось изучению механизма травмы, тракционных мышечных сил, характеру смещения отломков и т. д.. то есть признаков, характеризующих переломы в аспекте их возникновения. Изучая множество признаков, характеризующих переломы. исследователи как бы отвлекались от основного признака воздействия рычаговых сил в зоне перелома.

Большинство работ, по биомеханике (И. А.Янсон, Х.А.Янсон 1985; Н.Л. Гайдаш, М.К.Кухтяк, И.М.Коцкович, 1985; О.К.Иванов, Б. А. Осыпов, 1985; В. П.Омельчук 1991; Р.И.Мельцер, Г. Н. Колесников, A.B.Иванисенко, A.D. Захаров 1992; Lengs'eld М., Ahlers J.. Ritter G., 1990; Scheidt К.. Stiehl J., Skrade D., 1992 и др.).• посвященных лечению повреждений длинных костей, выполнено с позиций изучения прочностных характеристик фиксаторов, костной ткани, кинематики опорно-двигательного аппарата и т. д.

Безусловно, дальнейшее углубление знаний в данном вопросе будет идти от простого к более сложному, по пути изучения би ме ханики тракционных мышечных сил с учетом связочного аппарата и других факторов, но при этом необходимо основываться на одном из наиболее важных факторов - возможности выигрыша в моменте сил за счет длины плеча отломков относительно зоны -перелома.

В последнее время эта проблема стапа особенно актуальной, т к. нет ответов на вопросы о выборе оптимальных фиксаторов при оперативном лечении, в зависимости от вида и характера перелома, о роли и месте консервативных методов иммобилизации. Решению данной проблемы была посвящена пятилетняя Всесоюзная программа С-18 (Ю.Г.Шапошников. 1991).

Выделение ведущего биомеханического признака как основной характеристики переломов длинных костей, а в дальнейшем и других костей скелета (костей стопы и кисти, плоских костей и т.. д. ), позволило бы решить следующие проблемы современной травматологии:

- создание биомеханической характеристики переломов по биоме-хано-анатомическим признакам для каздой локализации;

- оценка их тяжести и прогноз;

- целесообразность и перспективность того или иного известного метода лечения;

- пути и направления в разработке новых способов и методов фиксации отломков.

Все это имеет важнейшее значение для достижения наиболее благоприятных исходов лечения.

В работе представлена разработ; ная. автором биомех яческая классификация переломов длинных костей и ее обоснование.

МЫ считаем, что обеспечить биомеханически оправданную фик-

сацию отломков можно только при условии создания пространственной жесткости, как костных фрагментов, так и фиксатора, т. е. нейтрализации всех шести.степеней свободы во всех узлах фиксации.

В каждом конкретном случае подобная оценка может являться основой при выборе различных фиксаторов по их стабилизирующим возможностям.

Цель и задачи исследования. Основной целью работы является создание научных основ для реализации стабильного чрескостного остеосинтеза при переломах длинных костей, а также разработка алгоритма для использования с этой целью ЭВМ.

Для достижения указанной цели сформулированы следующие задачи:

- Разработать и обосновать биомеханическую классификацию переломов длинных костей:

- Разработать принципы оценки степени стабильности отломков

■ в зависимости от используемого конкретного фиксатора (по

отношению к определенному перелому);

- Разработать алгоритм выбора оптимальных компоновок спиц при чрескостном остеосинтезе в зависимости от характера перелома с использованием ЭВМ;

- Разработать конструкции для остеосинтеза на основе созданных биомеханических принципов.

- Проанализировать методы оперативного лечения больных с переломами длинных костей на основе биомеханических принципов, а именно:

- разработать биомеханические подходы к определению показаний к компоновке фиксатора, адекватного каждому конкретному перелому.

- изучить и разработать компоновки наложения аппаратов конструкции автора при различных видах переломов длинных костей;

- Дать оценку отдаленных результатов лечения переломов длинных костей на основе биомеханических принципов фиксации.

Предметом исследования явились переломы длинных костей конечностей человека, система фиксатор - кость и больные с переломами длинных костей.

•Научная новизна. Разработана биомехано - анатомическая классификация.переломов длинных костей, что позволила систематизировать переломы длинных костей с учетом биомеханических свойств отломков, анатомических особенностей каждой длинной кости и по тяжести повреждения костной ткани.

Разработана принципиально новая биомеханическая концепция стабилизации отломков и способ анализа качества их фиксации. Путем четкой ориентировки в трехмерном пространстве, эта биомеханическая концепция служит адекватному подбору фиксатора для остеосинтеза каждого конкретног.о перелома; определению оптимальных: уровней фиксации отломков, углов проведения элементов крепления с учетом анатомических особенностей поврежденного сегмента конечности и стабильности костных фрагментов; оценке степени стабильности отломков и правильному выбору способа фиксации.

Созданы аппараты I - модели - для чрескостного остеосинтеза внутрисуставных, околосуставных и диафизарных переломов длинных костей и II-модели - для чрескостного остеосинтеза поли^кальных переломов.

Разработан алгоритм и программа для реализации стабильного чрескостного остеосинтеза с помощью ЭВМ.

Практическая ценность работы. Проведенное научное исследование позволило разработать биомеханически обоснованные критерии для определения показаний и противопоказаний к чрескостному остеосинтезу при переломах длинных костей.

Появилась практическая возможность (как без использования ЭВМ. так и с ее помощью) на основа биомеханической классификации переломов диагностировать, т. е. верифицировать характер повреждения.

На основе биоыеханическрой концепции фиксации переломов длинных костей (как без использования ЭВМ, так и с ее помощью) уточнить:

- уровни проведения элементов крепления;

- углы проведения элементов крепления;

- последовательность проведения элементов крепления;

- степень стабильности отломков (как методом теоретического анализа, так и методом конечных элементов с помощью ЭВМ), а так же выбор оптимального фиксатора для каждого конк-

• ретного случая перелома;

- величину смещения отломков и последовательность (особенно закрытой) репозиции отломков.

Разработана методика ввода в ЭВМ и обработки данных рентгенограмм переломов длинных костей.

Создана текстовая и графическая база различных переломов длинных костей для ЭВМ на основе биомеханической классификации повреждений указанных локализаций.

Практическим выходом данной работы является разработка единого подхода в наложении аппаратов для внешней фиксации при переломах длинных костей, методика определения наиболее выгодных компоновок спиц для конкретного перелома, (в том числе и с ис-

пользованием ЭВМ), выбора для операции одного из серийно производимых аппаратов чрескостного остеосинтеза (Илизарова и аппаратов конструкции автора по а. с. N 534231 от 1976 г. и в том числе П модели согласно а. с. N 1301395 от 1987 г.).

Разработанные биомеханические принципы остеосинтеза и аппараты I и II моделей для чрескостного остеосинтеза конструкции автора внедрены в, практическую работу ЦНИИТО им. H.H. Приорова МЗ РФ. бОЛЬНИЦ N 13. N 15. N 20. N 33, N 59. N 67 И ЦРКБ МЗ РФ г.Москвы, госпиталей им. Бурденко и инвалидов ВОВ. Азербайджанском государственном институте усовершенствования врачей им. А. Алиева, Бакинском научно-исследовательском институте травматологии и ортопедии и Тбилисском научно - исследовательском институте травматологии и ортопедии.

Материалы и метода исследования. Работа основана на теоретических и экспериментальных разработках., направленных на создание биомеханической классификаций переломов и биомеханической концепции стабилизации переломов длинных костей.

Клинические наблюдения проведены у 109 больных (мужчин и женщин) с переломами длинных костей, лечившихся в ЦИТО им. H.H. Приорова и городских- больницах N 15. 33 г. Москвы, госпитале инвалидов ВОВ и в ЦРКБ МЗ РФ. Были использованы клинические, ме-дикотехнические, рентгенологические, программные методы исследования.

Публикация результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 24 работ, из них 13 - в центральных научных журналах; получено 4 авторских свидетельства.

Согласно разрешения Комитета по новой медицинской технике

(протокол К 3 от 1 декабря Г983 г.) были разработаны МТТ и налажено серийное производство аппарата (I - модели) для чрескостно-го остеосинтеза внутри- и околосуставных переломов на ОЭП ЦИТО (согласно протокола N 7 от 12.12.1985 г.).

Аппарат автора I модели награжден серебряной медалью ВДНХ СССР. Золотой медалью ВДНХ СССР отмечен комлексный подход к лечению больных с переломами длинных костей с использованием ЭВМ.

Получено 19 удостоверений на рационализаторские предложения.

Основные результаты исследования представлены на Первой научно - практической конференции травматологов и хирургов Московской городской клинической больницы N 33 им. A.A. Остроумова, совместно с сотрудниками клинических баз ЦИГО, Московского медицинского стоматологического института им. Н. А. Семашко МЗ СССР и института нейрохирургии им. акад. H.H. Бурденко 26 ноября 1981г.; на Конференций молодых ученых ЦИТО 10 июня 1982 г.; на Московской дорожной научно-практической конференции врачей травматологов, хирургов и анестезиологов 26 октября 1983 г.; на заседании Комиссии по травматологии Комитета по новой медицинской технике МЗ СССР 1 декабря 1983 г.; на Московском областном обществе травматологов и ортопедов 12 апреля 1984 г.; на Конференции молодых ученых г. Москвы на городской выставке НТТМ-84 в Лужниках 17 июня 1984 г.; на обществе травматологов и ортопедов г. Москвы и Московской области N 634 от 13 октября 1938 г.; на заседании ученого совета ЦИТО N 18, от 16 декабря 1988г. и на 1-ом международной конференции по иммунореабилитации в Сочи, Дагомыс от 1-5 июля 1992 г., и на Всеиндайской XXXVII ортопедической конференции с международным участием-в г. Лахнау от 15 -18 ноября' 1992 г,

В Индии г. Бангалоре в госпитале травматологии и ортопедии им. Санджая Ганди (2 доклада с 14 по 28 февраля 1989 г.). Японии г. Такайо в клинике травматологии и ортопедии университета (2 доклада с 21 по 29 октября 1989г.) и в Болгарии г. Стара Загора (1 доклад с 19 по 23 июня 1990 г.) делались научные доклады на обществах травматологов и ортопедов соответствующих стран.

В Индий (г. Бангалор) в госпитале травматологии и ортопедии имени Санджая Ганди проведена показательная операция.

Перечень опубликованных материалов приведен в конце автореферата.

Обьем и структура работы. Диссертация состоит из введения. 7 глав, заключения, выводов, списка литературы и приложений.

Текст диссертации изложен на страницах машинописной текста и на 77страницах приложений, иллюстрирован /-^рисунками и схемами. таблицами. Список использованной литературы включает источников отечественной и зарубежной литературы.

Положения, выносимые на защиту:

1. Системный подход к выбору метода стабильного чрескостно-го остеосинтеза обоснован оценкой характера отломков с точки зрения наличия или отсутствия свойств, характерных для рычага, и определением величины выигрыша в силе и направлений их воздействия.

2. Концепция адекватного остеосинтеза и упорядоченная сНс-^ тема анализа стабильности отломков длинных костей позволяет выявить слабые звенья фиксации в целях предупреждения осложнений в процессе лечения и необходима для совершенствования средств Фик-

савди.

3. Фиксаторы для наружного чрескостного остеосинтеза имеют различные технические возможности для стабилизации разнообразных по характеру отломков переломов длинных костей. Это положение должно быть ведущим признаком в методе выбора фиксатора и способе стабилизации отломков.

4. Созданный алгоритм компьютеризированной программы "ORTO" позволяет реализовывать на ЭВМ: цифференцкровку переломов длинных костей на основе биомеханической их классификации; получать рекомендации оптимальных компоновок спиц относительно конкретного перелома; отрабатывать последовательность и величину репозиции отломков на дисплее: подбирать оптимальную компоновку аппарата для чрескостного остеосинтеза I и II модели конструкции автора и рассчитывать степень стабильности отломков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Таким образом, в данной работе созданы:

1 - новая биомеханическая классификация пеоеломов длинных

костей;

2 - новая биомеханическая концепция стабильной фиксации

отломков:

3 - новые аппараты для лечения переломов длинных костей;

4 - новая компьютерная система "ORTO" для выбора наиболее

оптимального способа лечения и индивидуального подбора е -парата внешней фиксации.

В период бурного научно- технического прогресса, с интесив-•

ным внедрением энергоемких технологий отмечается значительное

увеличение числа травм"с ростом их тяжести.

Большое число переломов длинных .костей (53.2355 среди всех

переломов костей скелета, по . данным Всесоюзной программы С-18, 1991г.), сложности в трактовке характера повреждения, в тактике их фиксации и оценке адекватности остеосинтеза характеру каждого конкретного перелома, значительный процент неудовлетворительных исходов лечения являются важными факторами, требующие дальнейшего углубленного научного поиска в целях наиболее стойкого получения благоприятных исходов лечения.

Данные литературы и накопленный опыт свидетельствуют о низких стабилизирующих и репозиционных возможностях при лечении консервативными способами. Несмотря на создание множества различных способов остеосинтеза. такяе не всегда обеспечивается необходимая стабильность отломков.

Известные методы диагностики и выбора способа лечения переломов длинных костей основаны на накопленном клиническом опыте отечественных и зарубежных травматологов. Однако, они практически не учитывают рычаговых свойств отломков и не позволяют производить каких- либо расчетов с учетом их размеров. Проанализировав и выделив свойства рычага, присущие отломкам, мы пришли к выводу о значимости их роли в фиксации перелома. Пренебрежение или недопонимание этого ведет к разнообразию оценок и порой к ошибочному выбору способа лечения в конкретном случае.

Чем длиннее отломок, тем меньшая по величине сила приводит к нежелательной патологической подвижности в зоне перелома, что ухудшает условия остеогенеза. Определение направлений возможного смещения в период фиксации отломков (т. е. проявления свойств рычага) является основой критериев оценки выбора метода стабильности отдельных отломков и переломов при Фиксации.

Для обоснования классификации переломов данных костей и принципов биомеханической концепции, адекватной их фиксации С18],

нами в основу математической модели взят (рис.1) стержень (с переменным поперечным сечением), шарнирно закрепленный на его концах и симметричный относительно продольной его оси. В зависимости от уровня линии излома, а именно длины, каждый отломок дает различный выигрыш в силе. Данная схема легла в основу математического моделирования пе; зломов длинных костей и расчетов по предложенной наш формуле.

Опред. (У) - (Р . d . 1) / (2 (1 - у)у).

где: Р и Q - воздействующая сш-а: у - уровень перелома;

Опред. (У) - Q является функцией у; 1 - длина всей кости;

d - поперечное сечение кости и условно й - const.

Определение рычаговых свойств отломка осуществлялось измерением его длины, размеров его поперечного сечения и расчетом их соотношений, согласно приведенной формулы. Таким образом анализировался каэдый отломок кости: - обладает он или нет свойствами рычага.

Проведенные расчеты в зависимости от уровней перелома показали. что чем ближе линия излома к суставному концу кости, т. е. чем короче отломок, тем последний меньше наделен свойствами рычага (рис. 2).

Классификация переломов [5, 19) строится на основе оценки рычаговых свойстз каждого костного фрагмента, т. е. с биомеханической позиции. В классификациях каждой локализации повреждений длинных костей выделены три большие подгруппы переломов, которые для краткости изложения называем: I - безрычаговые. II - одноры-чаговые и III - двухрычаговые.

К - Безрычаговым переломам относятся повреждения - с линией излома без нарушения целостности кости вдоль ее длины;

- Однорычаговым ' - с линией излома, нарушающей целостность кости вдоль её длины в пределах метафизарной зоны;

*! о)

'! 5)

4L'

С)

JLlj.-

n

Рис. 1 Модель кости, закрепленная в шарнирах (суставах) О и В, с воздействием сил Р и а и с силами реакции Хо и Хв: а/ неповрежденной

б/ с переломом на уровне - У в/ с переломом на уровне - У. с учетом равновесия одного отломка.

Рис.

2 График функции Опред. в зависимости от длины отломка - У при d= const. Участок между точками А и 3 соответствует двухрычаговым переломам (диаФизу кости), а зоны до точки А и после точки В - однсрнча-говым переломам (иетафизарным концам кости).

- Двухрычаговым - с линией излома, нарушающей целостность кости вдоль ее длины в метадиафизарной или в диафизарной ее части.

Каждая из этих групп делится на вне- и внутрисуставные. Внутрисуставные мыщелковые переломы в свою очередь подразделяются на межмыщелковые и чрезмыщелковые, что указывает на степень тяжести повреждения суставного конца кости.

Эти подгруппы характеризуют переломы длинных костей с биомеханической точки зрения и тем самым определяют тактику лечения иольных.

Полифокальные переломы (табл. 1) делим на монополярные -двухрычаговые и биполярные (т. е. двухсторонние) - без-, одно-или двухрычаговые.

На основе биомеханической концепции разработаны классификация переломов длинных костей и метод оценки степени стабильности отломков, осколков и самих переломов.

Классификация осколков основана на классификации Каплана -Торемуратова, но мы внесли некоторые уточнения в нее (табл. 2).

Классификация переломов с биомеханической точки зрения, определяется характером перелома по составу отломков с учетом наличия свойств рычага. Причем, при монофокальном переломе следует определить характер перелома (без-, одно- или двухрычаго-вый), а при полифокальном переломе (в большинстве случаев двух-рычаговом переломе) необходимо указать биомеханическую характеристику каждого отломка, по отношении к каждому уровню перелома.

Таким образом, возникла необходимость выделения понятий:-уровней отломков, уровней переломов и уровней фиксации (рис. 3).

Определение места и количество уровней фиксации отлрмков зависит от биомеханической характеристики каждого отломка при

Таблица 1

Классификация полшшльных переломов

поиифсшше пзшм

ши

(ео5иок) тюнца нот)

ШШРНЫЙ

(с о£еих квще»

«ости)

С

ПРСШШЬ-, ШООТШ

жшида

ОТДЕЛА

Таблица 2

КЛАССИФИКАЦИЯ ОСКОЛКОВ ДЛИННЫХ КОСТЕЙ ( по Каплану - Торемуратову в модификации автора )

Малый - м до 14 мм. Средний - с от 15 до 29 мм. Крупный - к от 30 мм. до 59 мм. Очень крупный - о больше 60мм. ■

Требуется

на одном уровне или без фиксации

на одном уровне или без фиксации

фиксация

Т"

на одном уровне

на двух уровнях

конкретном переломе. Именно в зависимости от этого следует подбирать фиксатор.

Стандартным направлениям движений отломков в трехмерном пространстве нами присвоена единая нумерация N1 - N6 - степеней свободы (рис. 4). Это необходимо для стандартизации анализа подвижности отломков в каждом направлении, во всех звеньях фиксации. Движение во всех остальных направлениях можно рассматривать как векторные.

Для наиболее полного учета и анализа оптимальных условий создания стабильной фиксации отломков теми или иными методами (интрамедуллярного. накостного, чрескостного и т. д.) остеосин-теза [14] нами выделены следующие основные системы стабилизации отломков (рис. 5): А - фиксатор - кость, т. е. пространство, ограниченное местами плотного контакта (взаимосвязи) компактной части кости с частью элемента крепления или фиксатора: Б - промежуточное звено, т. е. пространство между костью и несущей частью фиксатора: В - фиксатор - фиксатор, т. е.'взаимосвязь между отдельными деталями и узлами фиксатора; Г - кость - кость через фиксатор, т. е. между отломками.

Система В - промежуточного звена (рис. 6) в свою очередь подразделяется на подсистемы:

- пространство (зазор) между компактной частью кости и несущей частью фиксатора (1);

- часть элемента' крепления, . расположенная в пространстве между костью и несущей.частью фиксатора (2);

- узел фиксации элемента крепления к несущей части фикса-' тора (3).

"Длинный" отломок] обпадающий рычаговыми свойствами, должен быть фиксирован не менее, чем на,двух, уровнях. "Короткий" отло-

Рис. 3 Деление перелома на усовни отломков, уровни переломов и уровни фиксации.

Рис. 4 Схема трех взаимно перпендикулярных плоскостей (А, В. С) и шести степеней свободы (1-5) для анализа пространственной яесткости во всех системах стабилизации отломков.

Рис. 5 Системы, обеспечивающие биомеханически оправданнув фиксации костных фрагментов: А - фиксатор - кость; Б - промежуточное звено; В - фиксатор - фиксатор; Г - кость - кость через фиксатор.

Рис. 6 Подсистемы системы Б - промежуточного звена при чрескостном остеосинтезе:

- пространство (зазор) между компактной частью кости и несущей часть» фиксатора (1);

- часть элемента крепления, расположенная в пространстве между костью и несущей частью фиксатора (2);

- узел фиксации элемента крепления к несущей части фиксатора (3).

мок, не обладающий рычаговыми свойствами, следует фиксировать на одном уровне, а "малый" (например, отрывной, краевой) - общим элементом крепления с большим костным фрагментом. Аналогично последнему фиксируются и осколки.

Фиксаторы классифицируются в зависимости от их технических возможностей стабилизировать без-, одно и двухрычаговые (монофокальные) переломы и полифокальные повреждения. Кроме того, при классификации фиксаторов учитываются их технические возможности нейтрализации тех или иных (Ш 1 - 6) степеней свободы отломков.

Данная биомеханическая концепция включает метод оценки качества фиксации отломков, т. е. степени их стабильности, а так же метод оценки соответствия технических репозиционных возможностей фиксатора с конкретным характером смещения отломков, т. е. возможность перемещения отломков во всех шести направлениях трехмерного пространства.

Качество фиксации отломков определяется в каждом стандартном направлении. (т. е. вдоль всех шести степеней свободы) трехмерного пространства, причем с учетом проведения такого анализа в каждой системе - фиксации А, Б, В и Г, выделенной в биомеханической концепции.

Оценка степени стабильности отломков может осуществляться при помощи разработанных алгоритмов на основе:

1) теоретического анализа :

2) известного "метода конечных элементов" (в полном объеме)

3) и его сокращенного варианта, адаптированных под конкретную задачу.

Анализ надежности фиксации перелома производится на ЭВМ или методом теоретического анализа.

На основе биомеханической концепции фиксации переломов кож-

но Подобрать фиксатор, наиболее соответствующий конкретному случаю перелома, провести анализ степени стабильности остеосинтеза, а так не произвести анализ ошибок и осложнений. Это способствует разработке новых и оценке существующих конструкций для остеосинтеза.

Структура системного подхода к.(новой биомеханической концепции) фиксации отломков длинных костей представлена в таблице 3.

Трудности лечения переломов длинных костей, в том числе внутри- и околосуставной локализации и полифокальных переломов обусловлены анатомическими особенностями локализации и характером повреждений. При недостаточно точной репозиции отломков, отсутствия их стабильной фиксации и длительной иммобилизации конечности могут возникать различные осложнения - несращение переломов и образование ложных суставов, деформирующий артроз и контрактуры поврежденного сустава, нередко приводящие к стойкой потере трудоспособности и инвалидности.

На основе общих принципов биомеханической концепции фиксации переломов разработаны принципиально новые аппараты .автора [3, 6] для лечения переломов внутри- и околосуставной локализации (I- модели) и для лечения полифокальных переломов (II- модели) .

Аппараты предназначены для лечения открытых я закрытых свежих и застарелых переломов. Они состоят из двух скоб, перемещающихся в одной плоскости, и расположенных на их концах подвижных зажимов под спицы, которые снабжены штуцерными спиценатягивате-' лями. Для гашения рычаговых сил отломков аппарат может применяться с одной или. двумя приставками. Компоновка аппарата-с тремя приставками и репозиционными узлами между приставками являет-

Таблица. 3

СТРУКТУРА СИСТЕМНОГО ПОДХОДА К (БИОМЕХАНИЧЕСКОЙ КОНЦЕПЦИИ)" ФИКСАЦИИ ПЕРЕЛОМОВ ДЛИННЫХ КОСТЕЙ

Подбор оптимального способа фиксации к конкретному случаю

Оценку характера

-(НА ОСНОВЕ РЫЧАГОВЫХ СВОЙСТВ ОТЛОМКОВ ВКЛЮЧАЕТ)-

I-

отломков

1. малый - м

2. короткий-к

3.длинный -д

-1-

осколков

г.средний-с

3. кругшый-к

4. очень крупный-о

II.полифокальных

перелома средств

фиксации для перел. I.монолокальных О.безрычаговый 1.однорычаговьй 2,двухрычаговый

I.монолокальных 1.малый -м 0.безрычаговый 1.однорычаговый 2.двухрычаговый

II.полифокальных

Биомеханическая классификация определяет число и локализацию уровней фиксации отломков в системе Г

Хранение и подбор табличным методом

(реализована)

Хранение и подбор с помощью ЭВМ

ПРИМЕЧАНИЕ Выделены 4 основные системы при остеосинтезе:

1. Система - А-фиксатор-кость,

2. Система - Б-промежуточного звена.

3. система - в-фиксатор-фиксатор,

4. Система - Г-кость-кость через фиксатор.

Расчет наличия степеней в каждом звене фиксации

свободы перелома

Расчет Расчет сте-степени пени стабиль-стабильнос- ности фикса-ти на уров- тора в систе-не фиксации ме В в системах А и Б

Расчет степени стабильности отломков с учетом расчета уровней фиксации отломков в системе Г

Способ оценки степени стабильности отломков

теоретическим анализом

методом

конечных

элементов

_I_

сокращенным вариантом метода конечных

элементов _1

(реализация) матричными таблицами

ЭВМ

Разработка концепции)

I

?о О!

средств фиксации (на основе биомеханической - с использованием программных средств

ся основным техническим отличием аппарата П-модели от предыдущей.

В отличие от известных аппаратов Илизарова, НоГГтап-а, \ilag-пег-а, системы А0/АБ1Р. ОгМюПх и других, данный аппарат обладает рядом преимуществ:

- позволяет производить точную закрытую репозицию отломков при внутри- и околосуставных и полифокальных переломах длинных костей;

- дает возможность сопоставлять.отломки, раздельно перемещая их в трех взаимноперпендакулярных плоскостях, как путем ручной репозиции в аппарате, так и путем дозированной винтовой подачи. При этом, в каждой из плоскостей возможны как поступательные, так и вращательные движения, что позволяет целенаправленно изменять положение любого отломка в каждой 'плоскости относительно друг друга. Причем перемещение отломков в. одной из плоскостей производится без нарушения их стабильности в других плоскостях;

- благодаря отсутствию в конструкции "мертвого" пространства. возможно проведение спиц вблизи линии перелома и репозиция даже мелких отломков; .

- реализует все известные варианты проведения спиц с

созданием перекреста (вдоль или перпендикулярно к оси конечнос-

о

ти) в различных плоскостях под разными углами до 60 ;

- имеет значительный объем репозиционных движений не только на одном уровне, но и на нескольких уровнях вдоль длины кости, что позволяет производить репозицию как основных отломков, так осколков не зависимыми друг от друга движениями в аппарате;

- несмотря на цельность конструкции аппарата, в нем легко можно обходить сосудисто-нервные пучки, путем адаптации подвиж-

ных зажимов к концам проведенных в заданном направлении спиц;

- в процессе лечения возможно дозированное натяжение каждой спицы в отдельности; в аппарате легко можно заменить или провести дополнительную спицу.

- после наложения аппарата остается хороший доступ для открытого оперативного вмешательства (если в нем возникает необходимость) и для перевязок:

- высокая жесткость фиксации различных по форме и размеру отломков обеспечивает возможность раннего начала разработки движений в поврежденним и смежном суставах;

- при рентгенологическом обследовании больных в одной плоскости детали аппарата не наслаиваются на костные отломки; при обследовании в других плоскостях место перелома легко выводится и хорошо видна ось конечности;

Аппарат автора I - модели выпускается серийно в России на заводе ГЭЛ "ЦИТО".

При определении тактики лечения больных и выборе метода Фиксации отломков исходили прежде всего из биомеханической характеристики переломов. Безусловно, для выбора метода лечения учитываем также возраст пострадавшего, его общее состояние, наличие сопутствующих заболеваний и повреждений.

Метод наружного чрескостного остеосинтеза показан практически при всех видах переломов со смещением отломков, особенно при внутрисуставных, а также в случае необходимости ранней активизации больных пожилого возраста.

При применении метода чрескостного остеосинтеза необходимо иметь четкое представление о расположении сосудов, нервов и мышц по отношению к кости. Автором разработаны оптимальные варианты, проведения спиц с учетом топографии магистральных сосудисто

нервных пучков и мышц. Важнейшее значение при проведений спиц мы придаем интактности сгибателей и разгибателей, особенно вблизи от поврежденного сустава. Эти данные компьютеризированы й содержат базу данных анатомии конечностей человека. С помощью этой базы данных врач получает на экране анатомический срез конечности, соответствующий предполагаемому месту проведения спиц.

Разработанные нами теоретические положения легли в'.основу консультативной травматологической системы "ORTO". Последняя создана в содружестве Центрального научно - исследовательского института травматологии и ортопедии им. Н.Н.Приорова, Московского государственного университета им. 15;В. Ломоносова, Института атомной энергии им. И.В.Курчатова и Московского государственного технического Университета им. Н.Э. Баумана [17,21].

Программа создана' на основе разработанного "нами алгоритма и позволяет обработать рентгенограммы при помощи ЭВМ, после их ввода в компьютер с помощью дигитайзера,' с учетом биомеханической концепции фиксации переломов, и получить исчерпывающий ответ в плане: диагноза (с учетом биомеханической классификации -программа содержит базу данных схем переломов и схем их фиксации), выбора оптимальных компоновок спиц; стержней, или других Фиксирующих элементов для наложения того или иного аппарата для чрескостниго остеосинтеза (в,том числе о учетом топографо - анатомических особенностей поврежденного сегмента конечности); определить величину смещения отломков и последовательность репо-зиционных движений в трехмерном пространстве с учетом репозици-ошшх возможностей используемого аппарата. При удлинениях конечности определяют запас технических возможностей аппарата. Программа позволяет также рассчитать степень стабильности отломков в шести стандартных направлениях трехмерного пространства с учетом

конретной компоновки аппаратов в каждом конкретном случае перелома длинных костей. Это позволяет методом сравнения выбрать оптимальный способ остеосинтеза.

Программа позволяет взаимодействовать с базой данных поперечных срезов конечностей человека, что способствует оитимизиро-

N ■

вать углы и уровни проведения элементов крепления (спиц, и т. д.) без разрезов, чрескодао.

В базе данных компьютерной системы заложены конструкции аппарата автора, Илизарова и могут быть введены другие конструкции по представлении чертежей или натурного образца.

Таким образом, становится возможным достигнуть максимальной стабильности и наиболее анатомически и функционально выгодной репозиции отломков при минимальной хирургической агрессии. Все это значительно повышает надежность положительного исхода лечения.

Разработанный нами аппарат, а также ■ и другие устройства и способ лечения больных с переломами внутри- и Околосуставной локализации внедрены в травматологических отделениях больниц И 13, И 15, N 20, N 33, Я 59, II 67 г. Москвы. НИИСП им. Н.В.Склифо-совского. госпитале им. H.H.Бурденко. Тбил. НИИТО. Аз. ГИУВ им. А.Алиева. Бак. НИИТО. Имеются положительные отзывы от ведущих травматологов страны, которые отмечают высокую эффективность аппарата.

Биомеханическая классификация и концепция Фиксации переломов длинных костей легли в основу проведенного анализа лечения 109 больных со 111 случаями переломов соответствующей локализации (у двух больных были симметричные переломы бедренных костей в нижней трети и костей голени в верхней трети). Свежие переломи, были у 91 пострадавшего, несросшиеся переломы и ложные суставы

были у 18 (12 больных поступили .после неудачного консервативного лечения и 6 - после оперативного). Больных с переломами плеча было -16 человек, костей предплечья -14. бедра -49 и костей голени - 30. Из пострадавших мужчин 68, а женщин - 41.

Транспортный травматизм чаще встречался среда мужчин, бытовой у женщин. В первые сутки после травмы госпитализировано 67 пострадавших.

О тяжести характера повреждений свидетельствуют данные по распределению больных согласно биомеханической классификации переломов длинных костей. Среди больных с монофокапьными повреждениями безрычаговые переломы были в -8 случаях,' однорычаговые -50 и двухрычаговые -46 случаях. У 7 больных были полифокальные переломы: с.переломом гоЛени -1. с переломами бедра -2, плеча -2 и костей предплечья ~2. Все эти больные имели двухрычаговые переломы. хотя они содержали оддорычаговые (7) и двухрычаговые (8) переломы на 2 - 3 уровнях поврежденного сегмента конечности. Внесуставные - у 37 пострадавших и внутрисуставные - у 72. Причем, у обоих больных с симметричными монофокальными • переломами Серенных и большеберцовых костей были так же внутрисуставные переломы (т. е. всего в 74 наблюдениях).

У большинства (101) больных имелось смещение отломков.

Тяжесть больних усугублялась наличием сопутствующих поврежден,Д (46) и у 53 пострадавших сопутствующих заболеваний (92).

Метод чрескостного остеосинтеза с биомеханической точки зрения был показан для лечения практически всех переломов длинных костей со смещением отломков, особенно внутри- и околосус-танных, при наличии в области перелома обширных повреждений мягких тканей в том числе инфицированных (включая больных с хроническим остеомиелитом), и в случаях необходимости ранней активи-

зации больных. В то же время, при подборе конструкции аппарата

внешней Фиксации следует уче гь технические - репозиционныв и стабилизирующие возможности для каждого конкретного случая в зависимости от биомеханической классификации переломов длинных костей и биомеханической концепции фиксации костных фрагментов.

Аппарат автора I- модели показан практически при всех видах без-, одно- и двухрычаговых переломах длинных костей преимущественно внутри- и околосуставной локализации, аппарат II- модели показан при всех полифокальных переломах. Аппарат Илизарова показан преимущественно при двух- и однорычаговых внесуставных переломах преимущественно даафизарных отделов длинных костей.

Аппарат автора I- модели использован у 90 больных в 92 случаях: в 8 случаях при безрычаговых, в 46 - при однорычаговых и в 38 при двухрычаговых переломах - плечевой (14), бедренной (43) и берцовых (30) костей. Из них у 30 больных были переломы в верхней трети, у 15 в средней трети и у 45 нижней трети поврежденного сегмента конечности. У 68 больных были внутрисуставные повреждения и у 22 внесуставные.

Аппарат автора II- модели был использован у 5 больных с полифокальными двухрычаговыми переломами бедра (2). голени (1) и плеча (2). У двух из этих больных были внутрисуставные переломы.

Аппарат Илизарова применялся у 14 больных с переломами костей предплечья. Причем, в наиболее- тяжелых случаях из них (при переломах обоих костей предплечья со смещением отломков)' у 3 больных использована раздельная сборка.аппарата Илизарова из полуколец со встроенными репозиционными узлами (в нашей модификации компоновки аппарата: .*

В 4 случаях были олюрычаговые переломы, в 10 - двухрычаго-вые, включая двух больных с полифокальными переломами. У 2 боль-

ных имелись переломы в верхней трети, у 4 в средней трети, у в нижней трети и у 2 полифокальные. Среди них у 12 пострадавш имелись внесуставные переломы.

Компоновка аппаратов во всех случаях соответствовала биом< ханическому характеру перелома и в системе В достигалась полш

j

ценная стабильность между деталями и узлами аппарата. Остающая! нестабильность отломков у части больных в системах А и Б (в Hai равлении степени свободы N4) компенсировалась созданием дв: уровней фиксации на протяжении отломка, обладающего свойства! рычага, или созданием дополнительной точки опоры в зоне перела за счет компрессии отломков. Последний прием использовался в о< новном при проведении перекрещивающихся спиц через отломок, i обладающий свойствами, характерными для рычага. Неустраненн; нестабильность отломков на любом из уровней фиксации в систем! А и Б (у 2х больных) и в' одном случае отсутствие должного чис, уровней фиксации через один из отломков отразилась на результ; тах лечения. Эти случаи подробно рассмотрены в разделе ошибки осложнения.

Средние сроки фиксации в аппаратах внешней фиксации завиа ли от биомеханической характеристики перелома, т. е. от т: жести повреждения и. несмотря на локализацию, составляли п; безрычаговых переломах от 48,0 до 83,6 дней; при однорычагов! переломах от 96,8 до 128,2 дней; и при двухрычаговых - от 122 до 161,5 дней. Средние сроки нетрудоспособности соответствен: были при безрычаговых переломах от 82,0 до 110.0 дней, при одн рычаговых от 115.0 до 180,0 дней и при двухрычаговых поврежден] ях от 150,0 до 240,0 дней. Все это с клинической точки зрен: свидетельствует о правомочности оценки характера и тяжести noj реждеиий на основе биомеханической классификации переломов дли

ных костей. Т. к. все больные лечились методом чрескостного остеосинтеза и тем более аппаратом одной и той асе конструкции при лечении одних и тех же сегментов конечностей, то это.позволяет утверждать, что важнейшую роль в стабилизации отломков играет выбор компоновок спиц по отношению к каждому отломку и осколку согласно биомеханической концепции фиксации .переломов длинных костей.

Результаты лечения проанализированы по схеме Г.Н. Улицкого (1964), включающей клиническую, рентгенологическую и трудовую характеристики.

У 10 из 78- {71.655) больных изучены ближайшие результаты лечения в сроки до одного года после его окончания, а у 68 - изучены отдаленные результаты в сроки до 15 лет. Свежие переломы были у 55 пострадавших и несросшиеся переломы и ложные суставы у 13 больных.

Среди больных, у которых были изучены ближайшие результаты лечения, аппарат автора применен у 7 пострадавших и аппарат Или-зарова -у 3 больных. При лечении аппаратом автора отличные результаты получены у 5 и хорошие у 2 пострадавших. При лечении аппаратом Илизарова переломов костей предплечья отличные результаты лечения получены у 1, хороший у 1 и удовлетворительный у 1 пострадавшего.

Из 55 больных со свежими переломами, у которых изучены отдаленные результаты лечения, аппарат автора применен у 50 пострадавших: при переломах бедра - в 24 наблюдениях, голени - в 17 и плеча - в 9; и аппарат Илизарова у 5 Сольных'с переломами костей предплечья.

Отличные результаты получены у 40, хорошие у 11 и удовлетворительные у 4 больных.

У 13 больных с иесросшимися переломами и ложными суставами, у которых изучены отдаленные результаты лечения, - 10 больных лечились аппаратом автора и 3 пострадавших аппаратом Илизарова.

Отличные результаты получены у 6 пострадавших, хорошие у 3, удовлетворительные у 3 и неудовлетворительные у 1 больного.

Таким образом, наиболее благоприятные -результаты лечения получены у больных, у которых достигалась наиболее адекватная характеру перелома фиксация отломков с точки зрения биомеханической концепции фиксации переломов длинных костей и, в особенности, точность при репозиции отломков. (Все это способствовало ранней разработке движений в смежных и поврежденных суставах и дозированной нагрузке на поврежденную конечнойть.

На основе биомеханической концепции фиксации переломов длинных костей проанализированы ошибки и осложнения, допущенные при выборе компоновки спиц в аппаратах для чрескостного остео-синтеза по отношению к характеру конкретного отломка. Они отразились на результатах лечения в тех случаях, когда по той или иной причине не были ■ своевременно установлены. Наиболее частые инфекционные осложнения легко купировались своевременной местной-противовоспалительной терапией. Ослабление степени натяжения спиц с последующим повышением подвижности мягких тканей является одной из частых причин развития воспалительных явлений вокруг спиц. Поэтому своевременная их протяжка по дыне является одной из мер профилактики воспалительных явлений при использований спицевых аппаратов для чрескостного остеосинтеза.

Следовательно, принципу интуитивного выбора способа лечения перелома костей скелета противопоставлен биомеханический принцип, что позволило упорядочить показания и противопоказания к каждому способу и фиксатору, применительно к каждому конкретному

перелому, что и определило более высокую их эффективность.

Созданная классификация переломов длинных костей отражает биомеханический характер каждого костного фрагмента. Она способствует выбору способа и конструкции для фиксации костных отломков.

Созданная биомеханическая концепция фиксации отломков позволяет упорядочить понимание, насколько стабилен остеосиктез, и подобрать наиболее стабильную схему остеосинтеза, т. е. производить адекватный остеосинтез в зависимости от биомеханической ха-!• эристики перелома.

Практически все известные методы оперативного лечения, в том числе и распространенные в зарубежных странах, включая систему АО. травматичны и часто осложняются выраженными контрактурами в суставах. Использование аппаратов для чрескостного остеосинтеза. включая аппарат автора, резко снижает хирургическую агрессию и позволяет тем самым максимально сохранить сосуды и нервы в зоне перелома, т. е. кровоснабжение мелких отломков.

создание и использование компьютерной системы "ORTO" после ввода рентгениограмм позволяет повысить точность сопоставления

отломков, рассчитать степень стабильности отломков, обойти ма-

%

гистральные сосудисто - нервные пучки для проведения спиц, или стержней (так как в ЭВМ заложена возможность анализа топографо -анатомической базы данных), а главное, оптимизировать ход оперативного лечения.

выводы

1. Предложена биомеханическая классификация, которая детально отражает различные виды переломов длинных костей и необходима для определения объема и характера (способа и уровней Фиксации отломков) оперативного вмешательства поврежденного сегмента конечности, а именно для нейтрализации отрицательного воздействия рычаговых сил. возникающих за счет длины костных фрагментов в зоне перелома при нагрузке и движениях в поврежденной конечности.

2. Биомеханический принцип при дифференцировании характера отломков основан на их оценке с учетом наличия или отсутствия свойств, характерных для рычага, и определения величины и направлений их воздействия. Переломы длинных костей как монофокальные. так и полифокальные, в зависимости от их биомеханичекой характеристики делятся на безрычаговые, одноранговые и двухрыча-говые, которые могут быть внутри- и внесуставными. Полифокальные переломы делятся на монополярные двухрычаговые и биполярные -безрычаговые, однорычаговые и двухрычаговые.

3. Разработана биомеханическая концепция принципов фиксации переломов, в основу, которой заложен анализ наличия и определения величины выигрыша в силе за счет свойств рычага, характерных для каждого отломка, и технических возможностей их нейтрализации средствами фиксации во всех направлениях трехмерного пространства. Она позволяет определить и характеризовать качество стабилизации отломков в каждом конкретном случае и судить об адекватности остеосинтеза и тем самым выявить слабые звенья фиксации в целях предупреждения осложнений.

4. На основе предложенной биомеханической концепции при фиксации переломов длинных костей выделены основные системы стабилизации отломков: А - фиксатор-кость, т. е. пространство, ограниченное местами плотного контакта компактной части кости с частью элемента крепления или фиксатора; Б - промежуточное звено, т. е. пространство между костью и несущей частью фиксатора; В - Фиксатор - фиксатор, т. е. взаимосвязь между отдельными деталями и узлами фиксатора; Г кость - кость через фиксатор, т. е. между отломками.

5. Разработаны биомеханические принципы анализа стабилизирующих возможностей каждого элемента крепления (спиц, стержней) в трехмерном пространстве, которые позволяют установить индивидуальные биомеханические особенности по стабилизации отломков в системах А и Б. что следует учитывать как при остеосинтезе. так и при создании новых средств фиксации.

Компоновка спиц при чрескостном остеосинтезестрого зависит от рычаговых свойств каждого костного отломка и при выборе уровней фиксации должна соответствовать биомеханическому харак.еру перелома, а с учетом топографо - анатомических особенностей поврежденного, сегмента должно использоваться необходимое число спиц, обеспечивающих нейтрализацию всех степеней свобод на всех уровнях фиксации каждого отломка. Каждый фиксатор, являющийся цельной конструкцией или совокупностью деталей, имеет свои определенные биомеханические возможности стабилизации переломов длинных костей с учетом различных по характеру отломков. Это должно быть ведущим фактором при выборе способа и конкретного средства фиксации.

6. При стабилизации отломков принципиальным яьляется созда-. иие фиксации, адекватной характеру перелома согласно биомеха-

нической классификации передомов длинных костей: при монофокальных (Соз-. одно- и двухрычаговому) и при полифокальных переломах должны учитывать необходимость ,.иксации каждого ' уровня отломка/ов (включая осколки) на соответствующем числе уровней Фиксации в зависимости от наличия свойств, характерных рычагу у каждого костного фрагмента; и нейтрализация патологической подвижности отломков в каждом направлении трехмерного пространства - на всех уровнях фиксации и в каждом звене фиксации (согласно систем А, Б, В и Г).

Данные экспериментальных исследований подтвердили правомочность теоретических предпосылок биомеханической концепции фиксации отломков.

7. Создана система оценки степени стабильности остеосинтеза различными способами: - анализом варианта фиксации отломков на основе биомеханической концепции; - методом конечных элементов в полном обьеме и в сокращенном варианте с исключением повторных расчетов на заведомо стабильные узлы фиксации t помощью ЭВМ.

8. Репозиционный апцарат для наружного чрескостного остеосинтеза конструкции автора I - модели показан при лечении свежих и несросшихся переломов и ложных суставов плечевой, бедренной и берцовых костей, особенно при повреждениях внутри- и околосуставной локализации, во всех случаях с биомеханической точки зрения.

Репозиционный аппарат для чрескостного остеосинтеза конструкции автора II - модели показан при лечении полифокальных переломов плечевой, бедренной и берцовых костей.

Аппарат Илизарова показан при всех однорычаговых и двухры-чаговых переломах костей предплечья.

9. Сроки и отдаленные результаты лечения больных с перело-

мани длинных костей зависят от биомеханической характеристики тяжести перелома и от адекватности примененного способа остео-синтеза в каждом конкретном случае, определяемого с помощью разработанной биомеханической концепции фиксации отломков.

' 10. Разработанный аппарат конструкции автора Г и И моделей отвечает всем требованиям биомеханической концепции фиксации переломов длинных костей. Компоновка аппаратов для чрескостного остеосинтеза должны соответствовать биомеханическому характеру каждого костного фрагмента на всех уровнях отломков поврежденной кости.

11. Созданный алгоритм компьютеризированной программы "ORTO" позволяет реализовывать на ЭВМ: диагностику переломов длинных костей на основе биомеханической их классификации; получать рекомендации оптимальных компоновок спиц относительно конкретного

- ■ л

перелома; отрабатывать последовательность и величину репозиции отломков на дисплее; подбирать оптимальную компоновку аппарата для чрескостного остеосинтеза I и II модели койструкции автора и рассчитывать степень стабильности отломков.

12. Разработанная на основе алгоритма компьютеризированная система "ORTO" способствует качественной подготовке врача-травматолога к операции и позволяет улучшить прогноз исходов лечения при условии четкого использования рекомендации ЭВМ. Она может быть использована при подготовке кадров врачей - травматологов в качестве обучающей программы.

13. Теоретические разработки и созданные средства фиксации позволили получить благоприятные исходы лечения при переломах длинных костей в 99,1 %. случаев и существенно, сократить сроки лечения.

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

1. И. М.Пичхадзе, Е.И.Ребиков. Направитель для проведения спиц при лечении переломов костей // Тр. Смол. гос. мед. ' ин-та. - 1975. - Т. 49.- С. 83-85.

2. И.М.Пичхадзе. Устройство для репозиции, компрессии и дистракции костных фрагментов // Открытия, изобретения, промыш-ленне образцы, товарные знаки. - 1976. - N41.- С. 13.

3. P.P.Талышинский, И.М.Пичхадзе. Аппарат для внеочагового остеосинтеза околосуставных переломов. // Ортопедия, травматология и протезирование. - 1980. - N5. - С. 61-62.

4. И. И. Пичхадзе. Аппарат для чрескостного' остеосинтеза внутри- и околосуставных переломов: Проспект. -М.: ЦИТО. - 1983.

5. Д.И.Черкес-Заде,' И.М.Пичхадзе. Переломы дастального отдела бедренной кости и биомеханическое обоснование принципов фиксации отломков. // Профилактика, диагностика и лечение повреждений и заболеваний позвоночника и конечностей. М. 1984. - N28. -С. 30-36.

6. Аппарат для чрескостного остеосинтеза вйутри- и околосуставных переломов длинных трубчатых костей конструкции Пичхадзе: Проспект. ~М.: ЦИТО. - 1986.

7. Направитель для проведения спиц: Проспект. -М.: ЦИТО. -1986.

8. И.М.Пичхадзе.• Репозиционный аппарат автора для лечения изолированных и множественных переломов длинных трубчатых костей методом чрескостного остеосинтеза // Актуальные вопросы диагностики и лечения политравмы и некоторых изолированных повреждений конечностей: Первая науч.- практ. конф. травматологов и хирургов Гор. клин, больницы N33. - М., 1981. - С. 8.

9. Р. Р. Талышинский, И. И. Пичхадзе. Анатомо - топографические предпосылки к внеочаговому остеосинтезу шейки бедренной кости // Ортопедия, травматология и протезирование. - 1980. - N1.- С.

10. В.Н.Гурьев, Д.И.Черкес-Заде. И.М.Пичхадзе, В.Б.Абдуев. Использование различных аппаратов внешней фиксации при лечении сочетанных и множественных переломов опорнодвигательного аппарата. // IV Всероссийский съезд травматологов-ортопедов. - Куйбышев. 1984. - С. 280-281.

11. Д.И. Черкес-Заде, А.Б.Русаков, Ю.Ф.Каменев. В.М.Надгери-

ев, И.М.Пичхадзе, В.Б.Абдуев, А. М.Ад-Дельгамони. Использование аппаратов внешней фиксации различных конструкций в лечении множественных и сочетанных переломов // Аппараты и методы внешней фиксации в травматологии и отртопедии. - Рига, 1985. - Т.П. -С. 221 - 223.

12. И.М.Пичхадзе, В.С.Рыбаков, H.H.Разенков, П.Халимов. Лечение внутри- и околосуставных переломов длинных трубчатых костей методом чрескостного остеосинтеза // Актуальные вопросы лечения больных с политравмой и изолированными повреждениями конечностей методом наружного чрескостного остеосинтеза: Вторая науч. -практ. конф. травматологов - ортопедов. - М., 1985. - е.. з.

13. И.М.Пичхадзе, А.А.Худайб'ергенов, В.С.Рыбаков, H.H.Разенков, П.Халимов. Лечение внутри- и околосуставных переломов длинных трубчатых 'остей методом чрескостного остеосинтеза // Лечение больных с политравмой и изолированными повреждениями конечностей методом наружного чрескостного остеосинтеза: Сб. тр. ЦИ-ТО. - М.. 1987. - С. 64-66.

14. Пичхадзе И.М. Некоторые биомеханические принципы в осуществлении адекватного остеосинтеза при переломах длинных трубчатых костей // Биомеханические исследования в травматологии и ортопедии: Сб. тр. ЦЙТО. - М., 1988. - С. 101 -111.

15. Аппарат для чрескостного остеосинтеза внутри- и околосуставных переломов длинных трубчатых костей АОП-1 // Новая медицинская техника / Всесочз ад контора "Союзторгмедтехника". - М.. 1987. - С. 28-29.

16. И.М.Пичхадзе. Алгоритм для компьютеризации метода чрескостного остеосинтеза длинных трубчатых костей // Актуальные аспекты проблемы прогнозирования в травматолбгии и хирургии. -Л.. 1988. - С. ,89-91:

17. И.М.Пичхадзе, А.Т.Рахимов. H.H.Рой, Л.В.Рубин, Н.И.Танко-вич. Ю. А.Чекушин. Применение робототехники в реализации наружного чрескостного остеосинтеза // Ортопедия, травматология и прс тезирование. - 1989. - N6. - С. 42-46.

18. Пичхадзе И. М., Холодкова А.Г. Обоснование биомеханической классификации переломов длинных трубчатых костей // Функциональная и биомеханическая диагностика в травматологии и ортопедии. - Горький, 1989. С. 133-141.

19. Пичхадзе И. М. Лечение переломов дистального отдела бедренной кости: Автореф. дис... . канд. мед. наук. - М.. 1984.

20. Аппарат для чрескостного остеосинтеза внутри- и околосуставных переломов длинных трубчатых костей: Описание и инструкция. - М., 1989.

21. Пичхадзе И. М.. Чекушин Ю.А. Выбор оптимальных компоновок спиц и аппаратов для чрескостного остеосинтеза применительно к каждому конкретному перелому с помощью ЭВМ // Метод Илизарова -. достижения и перспективы. - Курган, 1993. - С. 99-100.

22. Пичхадзе И.М., Уразгильдеев 3.И., Маловичко В.В. Лечение

огнестрельных переломов длинных костей методом чрескостного остеосинтеза на этапах эвакуации пострадавших // Раны и раневая инфекция: Междунар. конф.: Тез. докл. - М., 1993. - С. 179-180.

23. Уразгильдеев.З.И., Пичхадзе И. М.. Роскидайло А. С., Яш Ингам. Лечение несросшихся переломов, ложных суставов и дефектов костей, осложненных гнойной инфекцией, с применением аппаратов чрескостной фиксации // Там же. - С. 208-210.

24. Pichkhadze I.M.. Urazglldeev Z.I. Need of lmmunocorrectl-on In the treatment of patients wlch cjmplicatlons of trauma and algorithm of selected method of stable osteosynthesis // Abstracts 1st International conference on Immunorehabllltatlon (Da-gomys, July 1-5). - M., 1992. - P. 88.

25. Пичхадзе И.М. Некоторые теоретические основы остеосинтеза и практическая их реализация с использованием ЭВМ // Принято к печати (ноябрь 1993). - Вестник травматологии и ортопедии. - М., 1У94. - Ml.

Изобретения и рационализаторские предложения

1. Устройство для-репозиции, компрессии и .дистракции костных фрагментов. Авторское свидетельство СССР N 534231 , с приоритетом от 12.09.74. Серебряная медаль ВДНХ СССР (удостоверение И 154314 от 3.12.82). Серийное производство с 1985 г..

2. Устройство для репозиции, компрессии и дистракции костных фрагментов. Авторское свидетельство СССР N 1301395, с приоритетом от 12.12.85.

3. Устройство для устойчивого остеосинтеза. Авторское свидетельство СССР N 1824720 от 22.09.88. Соавт. В.М. Лошкарев.

4. Устройство для устойчивого остеосинтеза внутри- и околосуставных переломов. Авторское свидетельство СССР N 1699445, с приоритетом от 30.10.89. Соавт. М.А. Еликашвили.

5. Устройство для крепления ориентирозочной сетки. Удостоверение на рац. предложение N 16 от 5.06.78 (БРИЗ Азербайджанского гос. ин-та усовершенствования врачей им. А. Алиева МЗ СССР).

6. Направитель для проведения спиц. Удостоверение на рац. предложение N 1091 от 28.05.82 (БРИЗ ЦИТО).

7. Разборная втулка к направителю для проведения спиц с упорами. Удостоверение на рац. предложение N 1115 от 28.05.82 (БРИЗ ЦИТО). Соавт. Д.И.Черкес-Заде.

8. Изменение конструкции направителя для проведения спиц при лечении переломов костей. Удостоверение на рац. предложение Н 1141 ОТ 29.09.82 (БРИЗ ЦИТО).

9. Способ проведения спиц с использованием маневренной ори-

ентировочной сетки. Удостоверение на рац. предложение N 1093 от 22.10.82 (БРИЗ ЦИТО).

10. Устройство для репозиции и закрытого остеосинтеза заднего края дистального суставного отдела большеберцовой кости. Удостоверение на рац. предложение N 1191 от 10.12.32 (БРИЗ ЦИТО). Со-авт. Д. И. Черкес-Заде и др.

11. Стенд для дифференцированного хранения деталей и собранных конструкции различных аппаратов, наружного чрескостного остеосинтеза. Удостоверение на рац. предложение N 1193. от 10.12.82 (БРИЗ ЦИТО). Соавт. Д.И. Черкес-Заде.

12. Устройство для наложения различных аппаратов наружного чоескостного остеосинтеза. Удостоверение на рац. предложение Н' 1328. от 28. ^3.83 (БРИЗ ЦИТО). Соавт. Д.И. Черкес-Заде.

13. Штуцерный спиценатягнватель как корректор костных отломков и фиксатор спиц в аппарате РМП. Удостоверение на рац. предложение И 1329 ОТ 28.03.83. (БРИЗ ЦИТО).

14. Универсальные носилки для больных с политравмой. Удостоверение на рац. предложение Н 1249 от 28.03.83 (БРИЗ ЦИТО). Соавт. Д. И. Черкес-Заде и др.

15. Способ временной фиксации бедренной кости (спицами и проволокой) при открытом наружном чрескостном остеосинтезе аппаратами различных конструк чй. Удостоверение на рац. предложение N 1345 от 24.08.83 (БРИЗ ЦИТО). Соавт. Д.И.Черкес-Заде.

16. Двухполюсный зажим со штуцерным устройством для фиксации и натяжения спиц к аппарату РМП. Удостоверение на рац. предложение N 1388 от 22.11.83 (БРИЗ ЦИТО).

17. Устройство с перемещающимися штуцерными стщенатягиь.те-лями как приставка к аппарату РМП.. Удостоверение на рац. предложение N 1464 ОТ 29.03.84 (БРИЗ ЦИТО).

18. Однополюсный изогнутый зажим со штуцерным устройством для фиксации и натяжения спиц к аппарату РМП. Удостоверение на рац. предложение N 1465 от 25.03.84 (БРИЗ ЦИТО).

19. Ключ механический. Удостоверение на рац. предложение N 1772 от 23.10.85 (БРИЗ ЦИТО). Соавт. В.Ф.Филимошкин и др.

20. Складной кронштейн для шфузионной терапии на догоспитальном этапе. Удостоверение на рац. предложение Я 1736 от 23.10.85 (БРИЗ ЦИТО).

21. Параформалиновая камера для стерилизации инструментов в условиях машины скорой медицинской помощи. Удостоверение на оац. предложение N 1806 от 05,03.86 (БРИЗ ЦИТО).

22. Параформалиновая камера с выдвижными ячейками. Удостоверение на рац. предложение N 1779 от 06.03.86 (БРИЗ ЦИТО).

23. Фиксатор - ограничитель мягких тканей на спицах при чрескостном остеосинтезе. Удостоверение на рац. предложение N 3060

- 44 -

от 20. И. DO (БРИЗ ЦИТО). Соавт. .В.Ю. Фузайлов.

Материалы диссертации доложены и обсуждены:

1. На Первой научно - практической конференции травматологов и хирургов Московской городской клинической больницы N 33 им. A.A. Остроумова, совместно с сотрудниками клинических баз ЦИТО. Московского медицинского стоматологического института им. H.A.- Семашко МЗ СССР и института нейрохирургии им. акад. Н. Н. Бурденко (Москва. 26 ноября 1981г.).'препозиционный аппарат автора для лечения изолированных и множественных переломов длинных трубчатых костей методом чрескостного остеосинтеза".

2. На Конференции молодых ученых ЦИТО (Москва, 10 июня 1982г.). "Лечение ортопедо-травматологических больных с помощью компрессионно - дистракционных аппаратов" (соавт. С.Л. Рябцев, В. А.Хоменкс).

3. На Московской дорожной научно-практической конференции врачей травматологов, хирургов и анестезиологов (Москва, 26 октября 1983 г.). "Лечение множественных и сочетанных переломов с использованием аппаратов.наружной фиксации различных систем и их характеристика" (соавт. Д.И,Черкес-Заде и др.).

4. На заседании Комиссии по травматологии Комитета по новой медицинской технике МЗ СССР (Москва, 1 декабря 1983 г.). "Репо-зиционный аппарат для лечения внутри- и околосуставных переломов плечевой, бедренной и берцовых костей".

5. На Московском областном обществе травматологов и ортопедов (Москва, 12 апреля 1984 г.). "Лечение переломов длинных костей аппаратами различных'систем" (соавт. Д. И. Черкес-Заде и др.).

6. На Конференции молодых ученых г. Москвы на городской выставке НТТМ-84 в Лужниках {Москва, 17 июня 1984 г.). ^'Лечение переломов дистального отдела бедренной кости".

7. На обществе травматологов и ортопедов г. Москвы и Московской области N 634 (Москва, 13 октября 1988 г.). "Репозиция и оперативное лечение внутри- и околооуставных переломов аппаратом автора". -Ортопедия, травматология и протезирование, 1989, N7,

8. На заседании ученого совета ЦИТО протокол N 18. (Москва, 16 декабря 1988г.) "Демонстрация компьютеризированной консультативной травматологической системы - ORTO (программы для реализации чрескостного остеосинтеза)".

9. На Вгеиндийской XXXVII ортопедической конференции с международным участием (г. Лахнау от 15 - 18 ноября 1992 г.). New В1-omechfnlcal Classification for fracture longbones and the treatment L Intraarticular and paraarticular fractures by Plchkhadze Apparatus.