АКАДЕМІЯ МЕДИЧНИХ НАУК УКРАЇНИ

Інститут травматології та ортопедії

Лобанов Григорій Вікторович

УДК 616.718.19-001.5-089.84

ПОЗАОСЕРЕДКОВИЙ ОСТЕОСИНТЕЗ НЕСТАБІЛЬНИХ УШКОДЖЕНЬ ТАЗА (АНАТОМІЧНЕ, БІОМЕХАНІЧНЕ ТА КЛІНІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ)

14.01.21 – травматологія та ортопедія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора медичних наук

Київ – 2001

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Донецькому науково-дослідному інституті травматології та ортопедії Донецького державного медичного університета ім М.Горького.

Науковий консультант: засл. діяч науки і техніки України, доктор медичних наук, професор Бабоша В.О., Донецький державний медичний університет, завідувач кафедрою травматології, ортопедії і ВПХ.

Офіційні опоненти: доктор медичних наук Грицай М.П., Інститут травматології і ортопедії АМН України, керівник клініки.

доктор медичних наук, професор Волошин О.І. кафедра травматології та ортопедії Українского національного медичного університету ім.О.О.Богомольця, керівник клініки.

доктор медичних наук, професор Бітчук Д.Д. Харьковський державний медичний університет, завідувач кафедрою травматології, ортопедії і ВПХ.

Провідна установа - Дніпропетровська державна медична академія.

3ахист відбудеться: “ 29 ” травня 2001 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.606.01 “Травматологія та ортопедія” по захисту дисертацій на здобуття наукового ступеня доктора медичних наук при Інституті травматології та ортопедії АМН України (01601, м.Київ, вул. Воровського, 27).

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інститута травматології та ортопедії АМН України (01601, м.Київ, вул. Воровського, 27).

Автореферат розіслано “ 27 ” квітня 2001 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради,

доктор медичних наук

В.А.Улещенко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Більшістю авторів порушення опорної функції таза розцінюється як нестабільне ушкодження тазового кільця, що займає одне з ведучих місць у структурі травматизму (30,93 %) (Пастернак В.М., 1998). При цьому пошкодженні вихід на первинну інвалідність досягає 44% (Арбатская Ю.Д., 1981). Успіх лікування нестабільних ушкоджень таза, насамперед, визначається точною репозицією в ранній термін, що в наступному вимагає менших зусиль у відновленні утрачених функцій і досягнення гарного функціонального результату (Tile M., 1995). Однак тяжкість стану травмованих, труднощі діагностики, високий відсоток ускладнень і незадовільних наслідків визначають переважно стриману консервативну тактику лікування цієї категорії постраждалих (Корж А.А., Кулиш Н.И., 1993). Усе це вимагає розробки принципово нового підходу до надання допомоги.

Відновлення анатомії тазу кістяковим витяганням вимагає необхідності протидії значним м'язовим масивам, використання безлічі пристосувань, що не забезпечує стабільній фіксації і точній репозиції (Каралин А.Н., 1974, Пожариский В.Ф., Черкес-Заде Д.И., 1975, Holm C.L., 1973). Відкрита репозиція дозволяє домогтися анатомічного зіставлення фрагментів та стабільно зафіксувати їх. Однак у гострому періоді важкої травми таза зі значною крововтратою, тяжкість стану обмежує будь-які види оперативної допомоги (Черкес-Заде Д.И., Каменев Ю.Ф., Улашев У.У., 1990, Chong K.H., De Coster T., Osler T., Robinson B. 1997). А у віддаленому періоді точна репозиція неможлива через ретракцію значних м'язових масивів і необхідності адекватної мобілізації ушкоджень в анатомічно заборонених зонах (Черкес-Заде Д.И., Улашев У.У., 1985, Letournel E., 1978). Усе це орієнтує на розробку нових ефективних методів лікування, коли можливість стабільної фіксації сполучається з малою травматичністю і з керованою, дозованою репозицією. Це забезпечує активно розроблювальна останнім часом методика закритого позаосередкового компресійно-дистракційного остеосинтезу апаратами зовнішньої фіксації (Илизаров Г.А., 1986, Seligson D., Pope M., 1982) Упроваджено більш двох десятків конструкцій апаратів зовнішньої фіксації ушкоджень таза, в основу яких покладені як шпицеві (а.с. 538710, а.с. 942725), так і стрижневі схеми (а.с. 114960, рatent USA № 4 361144) та різноманітні їх комбінації (патент СРСР №1811386, патент України №6574). У науковій літературі немає аналітичних даних по використанню позаосередкового остеосинтезу таза тим або іншим видом конструкції і медико-технічної доцільності виду зв'язку “фіксатор-кіста”. Є тільки одиничні повідомлення (Ленцнер А, 1986, Кутепов С.М., Минеев К.П., Стельмах К.К., 1992) про морфо-анатомічне обґрунтування позаосередкового остеосинтезу таза. Залишаються не вивченими навантаження в ланці "КІСТА-АПАРАТ" при використанні різних видів фіксаторів як шпицевих, так і стрижневих, не досліджена механічна міцність їх при репозиції. Незважаючи на значну кількість робіт з вивчення керованості відламками в апаратах зовнішньої фіксації для довгих кісток кінцівок (Барабаш А.П., Соломин Л.Н., 1992, Калнберз В.К., Янсон И.Я., 1986, Карпов А.В., Лихачев В.Н., Люкшин Б.А., 1996), не досліджені фактори, які впливають на керованість відламками тазових кісток у ланці "КІСТА - АПАРАТ - АПАРАТ - КІСТА", не розроблені критерії біологічного опору матеріалів для побудови архітектури апарата зовнішньої фіксації. Більшість запропонованих пристроїв використовується як фіксаційні, а можливість репозиції передбачають або ручну, або з використанням пристроїв, що кріпляться до зовнішніх опор, наприклад операційному столу. Незважаючи на тривалість використання терміна "нестабільність таза" немає кількісної оцінки її і зв'язку клінічних проявів з кількісним руйнуванням тазового кільця. У літературі практично відсутні дані про вибір алгоритму тактики лікування в залежності від ступеня порушення стабільності тазового кільця.

Таким чином, актуальна розробка анатомічних, біомеханічних і клінічних умов ефективного використання методу позаосередкового остеосинтезу для нестабільних ушкоджень таза.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація є фрагментом комплексних держбюджетних тем науково-дослідної роботи кафедри травматології й ортопедії Донецького державного медичного університету ім. М.Горького і Донецького науково-дослідного інституту травматології й ортопедії (№ держ.реєстрації 01860038117; UА01002284Р), хоз. договірна тема НДР (№ держ.реєстрації 01880075820), тема НДР (№ держ.реєстрації 0199 U 000158) за планом міністерства охорони здоров'я України.

Мета дослідження: розробити й обгрунтувати в експерименті та кліниці апарати і технологію позаосередкового остеосинтезу нестабільних ушкоджень таза, що дозволяє поліпшити анатомо-функціональні й експертно-трудові виходи, знизити летальність.

Задачі дослідження:

1. Розробити механо-математичну модель нестабільних ушкоджень таза, за допомогою експеримента обґрунтувати вибір виду зв'язку “КІСТКА-АПАРАТ”.

2. Вивчити в умовах експерименту анатомічні, біомеханічні та репозиційні характеристики відомих стрижнів, розробити стрижень для позаосередкового остеосинтезу таза.

3. На підставі математичного моделювання нестабільних ушкоджень таза та аналізу керованості фрагментами тазових кісток обґрунтувати анатомію введення стрижнів і архітектуру побудови апарата.

4. На основі комплексного аналізу клініко-рентгенологічних особливостей розробити алгоритм кількісної оцінки ступеня порушення стабільності тазового кільця.

5. Розробити показання та медичну технологію позаосередкового остеосинтезу нестабільних ушкоджень таза стрижневими апаратами.

6. Вивчити анатомо-функціональні виходи і визначити медико-соціальну ефективність запропонованої системи лікування нестабільних ушкоджень таза.

Наукова новизна отриманих результатів. Експериментально, анатомічно і біомеханічно доведено переваги застосування для позаосередкового остеосинтезу систем на стрижневій основі:

·

· розроблена та обґрунтована концепція окремо керованого стрижня;

· доведено, що стрижень введений у тазову кістку на глибину 8-10 см., дозволяє робити репозицію половини таза як у передньому так і задньому відділі;

· запропонован стрижень для позаосередкового остеосинтезу таза та анатомічно обґрунтовані його параметри;

· розроблена механо-математична модель таза, дозволила теоретично обґрунтувати зв'язок конструктивних схем монтажу апаратів зовнішньої фіксації в залежності від ступеня порушення стабільності тазу;

· обґрунтована можливість кількісного визначення ступеня травматичного порушення стабільності тазового кільця розрахунковими методами за даними різних видів клініко-рентгенологічного обстеження;

· запропоновано кількісну класифікаційну схему оцінки порушення стабільності тазу;

· уперше визначені в залежності від ступеня травматичного порушення стабільності таза показання і протипоказання до використання позаосередкового остеосинтезу;

· вперше доведена механічна необхідність для репозиції максимального наближення несущих стрижнів до ушкодження і збільшенням глибини їхнього введення для стабільної фіксації;

· розроблено нові пристрої і технологію позаосередкової апаратної репозиції і фіксації нестабільних ушкоджень в залежності від ступеня порушення стабільності (патент СРСР 1804316, патент РФ 2015688, патент України 6574, 29309, 31590 А.);

· вивчена дінамика відновлення нервово-м'язового апарата таза і нижніх кінцівок, статики і динаміки ходи, термінів відновлення працездатності у потерпілих з нестабільними ушкодженнями таза і їхній зв'язок з реабілітаційними періодами.

Практична значимість отриманих результатів Проведені експериментальні анатомічні та біомеханічні дослідження відомих фіксаторів для остеосинтезу нестабільних ушкоджень таза з кількістним аналізом ступеня порушення стабільності таза дозволяють оптимизувати вибір пристроїв і технології для відновлення анатомічної форми та функціональних навантажень тазового кільця при травмі. Розроблено показання та протипоказання по використанню методів остеосинтезу нестабільних ушкоджень таза.

Впровадження розроблених пристроїв і технологій зовнішньої фіксації дозволяє знизити смертність на 14%; зменшити на 16% гіпостатічні ускладнення і на 19±2,5% кількість посттравматичних контрактур нижніх кінцівок; скоротити тривалість ліжкового режиму до 8±0,5 днів та стаціонарного лікування з 95,1±7 днів до 41,8±3 днів. Отримані гарні і відмінні анатомо-функціональних виходів у 86,71% спостережень дозволяють знизити інвалідність 1 гр. - на 7,28%, 2 гр. - на 13,81%, 3 гр. - на 18,5%.

Особистий внесок автора в розроблену проблему представлен у роботі матеріалами проведених досліджень та полягає у обгрунтуванні мети та задач дослідження, виборі методичних підходів, здійсненні наукових досліджень, анатомічних і механічних експериментів, клінічному обстеженні потерпілих сучасними методами клініко-інструментальної та лабораторної діагностики, їхньому трактуванню та аналізі. Особисто виконані анатомічні та біомеханічні дослідження, обгрунтована та математично разрахована концепція окремо керованого стрижня, доведено доцільність застосування для репозиції стрижневих пристроїв з максимальним наближенням стрижнів до локалізації ушкодження і збільшенням глибини їхнього введення. Автором розроблен алгоритм математичного аналізу рентгенограм та критерії кількісної оцінки травматичного порушення стабільності таза, ним зроблені кількісні доповнення в уточнену класифікацію ушкоджень таза, що дозволило оптимизувати та уніфікувати вибір методу лікування, обґрунтувати показання і протипоказання до позаосередкового остеосинтезу. Обгрунтував конструкцію та технологію використання розроблених апаратів позаосередкового остеосинтезу таза на які отримано 5 патентів та здійснив їх практичну реалізацію та впровадження в кліничну практику. Особисто оперував та курирував усіх постраждалих наведенних у дослідженні. Здійснена математична обробка та аналіз отриманих результатів, їх теоретичне обгрунтування з науковими висновками та практичними рекомендаціями. Автор брав безпосередню участь у впровадженні результатів дослідження в практичну охорону здоров'я.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації повідомлені на XI з'їзді ортопедів-травматологів України (Харків, 1991), XII з'їзді ортопедів-травматологів України (Київ, 1996), Y з'їзді травматологів-ортопедів Білоруської РСР (Гродно, 1991), VI з'їзд травматологів і ортопедів Росії (Н.Новгород, 1997), II з'їзді нейрохірургів України (Одеса, 1998), науково-практичних конференціях "Остеопороз: епідеміологія, клініка, діагностика, лікування та профілактика" (Київ, 1995); "Актуальные вопросы гигиены труда, профпатологии и медицинского обеспечения трудящихся промышленных предприятий на современном этапе развития хозяйственного комплекса Донбасса" (Донецьк, 1995); "Диагностика, лечение и реабилитация больных с повреждениями костей таза" (Екатеринбург, 1996); "Роль центрів кістково-гнійної хірургії в діагностиці, профілактиці та лікуванні хворих на остеомієліт в Україні" (Житомир, 1996); "Курортная реабилитация больных с повреждениями и заболеваниями опорно-двигательного аппарата" (Одесса, 1996); "Удлинение конечностей, замещение дефектов костей" (Крим, Ялта, 1996); "Новое в ортопедии, травматологии и комбустиологии" (Крим, Ялта, 1997); "Настоящее и будущее костной патологии" (Москва, 1997); "Оптимизация системы оказания медицинской помощи городскому населению" (Донецк, 1998); "Променева діагностика, променева терапія" (Киев, 1998); "Актуальні питання травматології та ортопедії" (Чернівці, 1998); пленумах правління наукового суспільства ортопедів-травматологів України "Ушкодження і захворювання таза" (Херсон, 1993), "Гнійні ускладнення в ортопедії і травматології" (Полтава, 1995); "Помилки й ускладнення в травматології й ортопедії" (Одеса, 1998); VII школі країн СНД по біології і патології опорно-рухового апарата (Київ, 1996); I міжнародної науково-практичної школі-семінарі "Актуальні питання клініки і лікування ушкоджень таза" (Донецк-Славяногорск, 2000); на міжобласних науково-практичних конференціях (Луганськ, 1996. Днепрорудное, 1996); засіданнях Донецького обласного наукового суспільства травматологів-ортопедів (1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000).

Публікації результатів дослідження. За темою дисертації опубліковано 60 наукових праць, у тому числі: 23 у фахових наукових журналах та 7 у збірках наукових робіт реєстрованих ВАК (10 – без співавторів). Результати роботи захищені 5 патентами: патент СРСР 1804316, патент РФ 2015688, патент України 6574, 29309, 31590 А. Для впровадження диссертації надруковано 3 методичні рекомендації, 1 рекомендації для лікувально-профілактичних закладів, 1 інформаційний лист.

Структура й обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, огляду літератури, 7 розділів власних досліджень, заключення, висновків. Робота викладена на 230 сторінках машинописного тексту, ілюстрована 83 малюнками, 5 діаграмами і 9 таблицями. Список використаних літературних джерел містить 467 найменувань, із яких 298 кирилицею, 169 - латиною.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

Матеріали і методи дослідження. Для розв'язання поставлених задач, в роботі виконані анатомічні і біомеханічні дослідження видів зв'язку "спиця - кістка", "стрижень - кістка" на 60 анатомічних препаратах кісток таза на базі моргу обласного бюро судово-медичної експертизи і кафедри опору матеріалів Донецького державного технічного університета за допомогою універсальної випробувальної машини УМ-5А. Отримані дані анатомічного і біомеханічного експеримента були піддані об'єктно-прикладному математичному моделюванню за оцінкою керованості фрагментами тазових кісток в системі "КІСТКА-АППАРАТ-АППАРАТ-КІСТКА". Для більш повної оцінки ефективності розроблених технологій і апаратів для позаосередкового остеосинтеза нестабільних ушкоджень таза, виконаний порівняльний аналіз 300 постраждалих з нестабільними ушкодженнями тазового кільця, що знаходилися в клініці множинної і поєднаної травми НДІ травматології і ортопедії, кафедри травматології, ортопедії і ВПХ Донецького державного медичного університета ім. М.Горького і в обласній клінічній травматологічній лікарні в період з 1989 по 1999 роки, оформлені у вигляді бази даних в Access 97. Всі постраждалі розподілени на дві клінічні групи: основна (150 постраждалих), що лікувалися з використанням розроблених технологій і апаратів для позаосередкового остеосинтеза і контрольна (150 постраждалих), що лікувалися традиційними методами лікування з використанням скелетного вытягання, різних видів гамаків, тазових ортезів. У клінічні групи увійшли хворі близькі за віком (середній вік в основній групі 33,8 ± 0,98, в контрольній групі 38,6 ± 1,3), соціальному статуту і обставинам отримання травми, нозології пошкоджень. Серед потерпілих обох клінічних груп з нестабільними пошкодженнями тазового кільця чоловіків було 214 (71,33%), жінок 86 (28,67%) у віці від 8 до 82 років. У роботі використовували анатомічні, біомеханічні, клініко-рентгенологічні, електрофізиологічні (реовазографія, міографія, хронаксиметрия) та інструментальні методи дослідження. Аналіз і графічний розрахунок рентгенограм та комп'ютерних томограмм виконувався за допомогою пакета програм Corel DRAW 8. Матеріали оброблені методами математичної статистики з застосуванням регрессійно-кореляційного, факторного математичного аналізу з використанням пакетів прикладних програм STATISTICA for Windows 5,0; Excel 97.

ЗМІСТ РОБОТИ

Успішне лікування нестабільних фрагментарних ушкоджень таза апаратами зовнішньої фіксації в першу чергу забезпечується стабільністю і жорсткістю з'єднання "фіксатор-кістка". Це основний критерій раціональності конструкції пристроїв, тому що опорні та репозиційні навантаження здійснюються через фіксатор на ушкодження таза. Крім того, до необхідних критеріїв варто віднести безпеку введення фіксаторів для хворого, що виключає можливість травми анатомічно важливих структур. Для апаратного лікування ушкоджень тазових кісток використовують два виду фіксаторів — спиці (діаметром 1,3 і 1,8 мм) та стрижні (діаметром від 3 до 10 мм на частині, що занурюється, та з різним профілем різьблення). У цій роботі на 30 анатомічних препаратах кісток таза зроблено порівняльне експериментально-механічне дослідження видів зв'язку "спиця - кістка", "стрижень - кістка", що довело доцільність вибору для репозиції і фіксації нестабільних ушкоджень таза стрижневий вид зв'язку “КІСТКА-АПАРАТ”. Стрижневий вид зв'язку “КІСТКА-АПАРАТ” дозволяє забезпечити репозиціоне зусилля в 255±1,3 Кгс., у той час як при шпицевому зв'язку він не перевищує 57,5±1,9 Кгс.

Тому що параметри стрижня (довжина, розміри, співвідносеня занурюємої та зовнішньої частини стрижня, форма, тип і геометрія різьбового кінця) вибираються з використовуваних емпіричних рішень, що не є анатомічно і механічно виправданим. Нами проведені анатомічні та біомеханічні дослідження на 30 препаратах клубової кістки для визначення адекватних характеристик стрижневого фіксатора. На підставі цих досліджень доведено, що діаметр стрижня для позаосередкового остеосинтезу тазу не повинний перевищувати 6 мм, що пов'язано з механічною необхідністю проведення його в зоні змикання кортикальних пластин з мелкокомірчатою речовиною червоного кісткового мозку, тому що губчата кістка комприсірується та спирається він на компактну кістку. Частина стрижня, що занурюється, доцільна у вигляді циліндра з високим опорним різьбленням великого кроку довжиною до 50 мм, що відповідає морфологічно можливій величині занурення в тазову кістку. А широкий крок різьблення (до 3 мм) дозволяє неушкодженим коміркам кісткового мозку, знаходячись між витків, що навантажують частини різьблення стрижневого фіксатора, подресорювати і зменшувати навантаження на кортикальний шар. Це дозволяє збільшити кількість вільних від безпосереднього контакту кісткових балочок, що подресорюють навантажені. По-перше, це підвищує міцність кісткових балок, по-друге, забезпечує рівномірний розподіл контактного навантаження у великих обсягах кісткової тканини. При цьому сили взаємодії тазової кістки з гвинтовим стрижнем розподіляються пропорційно жорсткості шарів. Обов'язковою умовою для жорсткої фіксації стрижня в кістці є дві точки опору: місце входу і торцеве занурення до компактної речовини, крім цього стрижень має додаткову опору у виді бічних опорних комплексів кортикальних пластинок клубової кістки. Вивчено зв'язок "стрижень-кістка", що являє собою сполучення типу "жорстке занурення" зі складним розподілом сил q взаємодії між кісткою і стрижнем (мал. 1).

Мал. 1. Розподіл сил взаємодії між кісткою і стрижнем

При необхідному репозиціоному і компресійному навантаженні, головний вектор Р и головний момент М якой позначені, контактна міцність кістки буде залежати від розподілу контактних сил q. Тому чим більш занурен кінець стрижня, тим положе буде огібающа сил q та менш їхня концентрація. Отже, чим глибше стрижень введений у кістку, тим вище міцність фіксації і можливість керування кістковим фрагментом.

Експериментальне дослідження керованості та пружності стрижнів на вигин і осьове навантаження показали, що доцільно відношення заглибної частини стрижня до кінцевого як один до двух, що забезпечує мінімальний вигин при максимально можливому навантаженні на стрижень. Тільки при такім співвідношенні, без вигину і ротації, на зануреному кінці стрижня забезпечується компресія із силою 8,2±0,9 Кгс, яка необхідна для фіксації пошкоджень кісток тазу. При подальшому збільшенні навантаження на стрижень відбувається утрата жосткості фіксації та механічна його деформація. Кінцева частина стрижня має метричне різьблення і розміри, необхідні для того щоб керовано розмістити елементи фіксації позаосередкових пристроїв і жорстко зафіксувати їх. З обліком вивчених анатомічних та біомеханічних вимог до кісткового фіксатора нами розроблений різьбовий стрижень (рацпропозиція № 5564), що є несучим елементом конструкції розроблених апаратів позаосередкового остеосинтезу таза. Його виготовлення реалізоване в системі апарата "Остеомеханік" фірми "МОЕМ" (м. Донецьк).

Зроблено об'єктно-прикладне математичне моделювання нестабільних ушкоджень таза і аналіз вибору архітектури апарата для позаосередкового остеосинтезу. При математичному аналізі здатності стрижневого апарата репоніровать ушкоджений таз найбільш уваги приділяється стабільності фіксації зони руйнування. Стабільність визначається силами тертя, що пропорційні силі притиску і ступенем нерівності поверхності контакту пошкоджених фрагментів. Тому взаємна фіксація двох уламків тазової кістки може забезпечуватися тільки взаємним притиском їх друг до друга. Відповідно до цього для репозиції фрагментарного ушкодження таза досить підвести відламок до зони руйнування і підтримувати в ньому окружне репозиціоне зусилля. Зазначені умови репозиції заднього відділу тазового кільця можуть бути створені симетрично прикладеними силою (P) та моментом (M) сил взаємодії між апаратом і кісткою. При цьому величина P приймається рівної значенню необхідного репонірующого зусилля P у зазначеній області, а значення моменту M знаходиться з умови рівномірного розподілу контактного зусилля по всім поверхням перелому:

M = P h,

де h - відстань між місцем, де прикладена зовнішня сила P і місцем ушкодження заднього опорного комплексу таза.

Таким чином, можливо зниження зовнішнього навантаження на таз і на апарат з обліком всіх анатомічно припустимих значень відстані h, яке повинне бути мінімальним. Це розвантажує апарат і ушкоджений таз, зберігаючи необхідне компресійне зусилля P. Необхідність забезпечення контактної міцності вимагає зниження зовнішніх зусиль, що є головною вимогою до конструкції апарата для позаосередкового остеосинтезу таза. Тому головний момент сил взаємодії між апаратом і нестабільним тазом повинний бути мінімальним, що забезпечується максимальним наближенням несущих стрижнів до локалізації ушкодження і збільшенням глибини їхнього введення, що підвищить контактну міцність кістки і зменшить ризик її руйнування.

Згідно закону взаємодії, опори апарату для позаосередкового остеосинтезу навантажені у своїй площині згинальними моментами М и силами Р. При цьому в поперечних сеченнях стрижнів виникає два внутрішніх силових фактори: згинальний момент і поперечна сила. Вивчення епюр внутрішніх силових факторів показало, що з позицій навантаження доцільно розподілити стрижень на дві частини - та що навантажується (l1) і керовану частину (l2). Обидві траверзи апарату навантажені подовжніми силами N1 і N2. Отже, навантаження стрижня знаходиться в безпосередній залежності від архітектури апарата позаосередкового остеосинтезу ушкоджень таза.

При порівняльному аналізі конструктивних схем монтажу використовиваємих у клінічній практиці апаратів з'ясовано, що найбільш часто застосовиваються апарати з уніполярною фіксацією стрижня (апарати в яких, спосіб кріплення конструкції до стрижня розташовується в одній точці). За даними різних літературних джерел ці апарати в клінічній практиці швидко втрачають механічну міцність у кістці і відзначається виломлюванням стрижня з кістки.

Механоматематичний аналіз фіксації і навантаження стрижня в уніполярній схемі апарата показав, що фіксація й основне навантаження (N1) на стрижень додається в одній точці при цьому плече l1 значно перевищує l2 основний момент (М) і вектор сили (Р) зосереджуються в одній точці — на зануреному кінці стрижня в області його опори на кортикальний шар (мал. 2).

Мал. 2. Навантаження стрижня в уніполярній схемі апарата позаосередкового остеосинтезу Мал. 3. Навантаження стрижня при окремой керованості його щодо бази аппарату Рис. 4. Репозиційні можливості окремо керованих стрижнів

Навантаження зосередженою силою при великому плечі l1 приводить до виломлювання стрижня з кістки. Тому нами запропоновано вивести з одноуровневого зв'язку стрижень перемістивши репозиціону силу (N2) максимально близько до кістки, що зменшує плече l1, а додавання разнонаправленної репозиціоної сили (N1), яка зміщає основний момент (М) і вектор сили (Р) з точки зосередження на площину кортикального шару (мал. 3.).

Це дозволило у всіх клінічних спостереженнях уникнути виломлювання стрижня з кістки, використання при цьому шарнірному зв'язку дозволяє домогтися окремої керованості його щодо бази. При цьому стрижень здатний переміщати ушкоджений фрагмент таза в трьох взаємно перпендикулярних площинах (мал. 4), що істотно підвищує репозиціоні можливості позаосередкових пристроїв.

Математичний аналіз підтвердив, що використання у системі "кістка-апарат-апарат-кістка" окремо керованих стрижнів не знижує механічної міцності фіксації ушкоджень, дозволяє здійснювати дозовану, апаратну репозицію фрагментарних ушкоджень таза, підвищуючи репозиційні можливості пристроїв.

Поставивши задачу кількісної оцінки травматичного порушення стабільності таза, ми проаналізували у 300 постраждалих значення клінічних характеристик ушкоджень, їхня роль у розвитку можливих ускладнень. Аналіз площинних і кутових зсувів при різних нестабільних ушкодженнях таза дозволив нам відмовитися від думки про можливість ізольованого зсуву тазових кісток “по ширині” та “по вертикалі”. Зсув ушкоджених фрагментів тазового кільця зв'язано з характером і механізмом травми, тракцією м'язів, що прикріплюються. Порушення взаємодії м'язів антагоністів і сінергістів приводить до векторних видів ротаційних та площинних зсувів щодо горизонтальної, сагітальной і фронтальної площині. Усі види зсувів необхідно об'єктивно розраховувати як по клінічних симптомах, так і при рентгенологічному дослідженні.

Кількісний аналіз порушення стабільності таза при клінічному дослідженні ми починали після оцінки ваги загального стану, проведення необхідних реанімаційних заходів і необхідних видів знеболювання ушкоджень. Після чого, оцінювали симетрію кісткових орієнтирів і вимірювали зсуву по В.М.Мыш, И.А.Полиевктова, але найбільше часто визначався симптом Я.И.Липского при якому різниця відстані між передньо-верхньою остю клубової кістки та лобковим симфізом у 248 потерпілих коливалася від 0,5 см. до 4 см. Для планування позаосередкового остеосинтезу нам необхідно було кількісно вивчити ступінь рухливості фрагментів таза, для цього ми використовували класичні прийоми Вернейля, Ларрея, Драчука, якщо не було для цього протипоказань з боку стану пацієнта. Клінічні виміри дозволяють визначити необхідний обсяг рентгенологічного обстеження, необхідність виконання функціональних рентгенограм і в наступному при підготовці до апаратної репозиції закладати конструкційно можливі переміщення в апараті.

Об'єктивно кількісно оцінити ступінь порушення стабільності таза можливо тільки за допомогою розрахункових методів аналізу рентгенограм. Використання розрахункових методів для кількісного вивчення порушення стабільності тазового кільця, а також характерних для них рентгенологічних змін конфігурації таза як в гострих, так і в застарілих спостереженнях дозволило розробити рентген-діагностичний алгоритм, який використали для вибору лікувальної тактики і при вивченні виходів результатів лікування. Розраховували показники зсуву ушкоджених фрагментів щодо горизонтальної, сагітальної і фронтальної площини тіла людини. Розмітку і кількісний розрахунок рентгенограм, виконаних у необхідних проекціях і комп'ютерних томограммах, виконувався з урахуванням масштабу і за допомогою графічного пакета програм Corel DRAW 8. Знімки аналізували щодо неушкоджених кісткових орієнтирів таза або хребта по рентген-діагностичному алгоритму. Аналіз рентгенограм розрахунковими методами дозволив зробити кількісні доповнення в уточнену нами класифікацію ушкоджень таза А.В.Каплана.

Відповідно до цього ушкодження таза класифіковані по наступним групах: I група — переломи таза без порушення безперервності тазового кільця (стабільні переломи).

Стабільним ушкодженням таза ми вважаємо ушкодження, при якому розташування відламків забезпечує збереження анатомічної цілісності і відсутні усі види зсувів у площинах таза. Зовнішнє навантаження не викликає порушень анатомії тазового кільця.

II група — переломи і ушкодження з порушенням безперервності одного з відділів тазового кільця. Це — умовно стабільні ушкодження таза, тому що з функції кільця випадає його фрагмент, а таз у цілому залишається стабільним. Умовно стабільні ушкодження, при яких порушується безперервність одного з відділів тазового кільця при частковому ушкодженні зв'язкового апарата. Для фрагмента таза можливі зсуви в 3 площинах, що істотно не впливають на функцію таза. При цьому істотно, що зовнішнє навантаження може викликати зсув у площинах таза — це визначає умовність стабільності ушкодження тазового кільця.

III група — переломи і ушкодження з порушенням безперервності одночасно переднього і заднього відділів тазового кільця — нестабільні переломи. В залежності від ваги руйнування анатомії тазового кільця і по розрахунковим даним величини і виду зсуву тазових кісток щодо крижі та хребта, ми виділяємо три ступені порушення стабільності в III групі класифікації.

Нестабільність 1 ступеня, при якій усі зсуви ушкоджених кісток таза знаходяться тільки в горизонтальній площині: площинні не перевищують 20 мм, а ротаційні - у межах 10 градусів.

Нестабільність 2 ступеня: при який порушується безперервність переднього відділу тазового кільця при частковому ушкодженні заднього. При цьому зсуви кісток таза знаходяться в горизонтальній і сагітальній площині. Площинний зсув у горизонтальній площині перевищує 20 мм, ротаційні понад 10 градусів. У сагітальній площині зсуви відсутні, ротаційні в межах 10 градусів.

Нестабільність 3 ступеня: при який настає повне руйнування цілісності тазового кільця з площинними зсувами і складними ротаційними дислокаціями в трьох площинах.

IV група - переломи вертлюжної западини з вивихом стегна і без нього, що також доцільно розглядати з концепції стабільності ушкоджень. Варто додати, що сполучення ушкоджень голівки або шейки стегна збільшує нестабільність ушкодження вертлюжної западини, а порушення стабільності у IV групі класифікації збільшує ступінь порушення стабільності тазового кільця, наприклад нестабільність 1 ступеня ушкодження таза і тазостегнового суглоба необхідно розглядати, як нестабільність тазового кільця 2 ступеню.

Розрахунковий аналіз рентгенограм у 300 постраждалих дозволив розподілити потерпілих по ступені порушення стабільності таза (таблиця 1) і для основної групи визначити вибір необхідного виду позаосередкового остеосинтезу і технології репозиції.

Таблиця 1

Розподіл потерпілих по ступені порушення стабільності таза в клінічних групах.

Ступінь порушення стабільності таза Основна група Контрольна група Усього

Умовно стабільні ушкодження 13 17 30

Нестабільність 1 ступеня 35 30 65

Нестабільність 2 ступені 41 47 88

Нестабільність 3 ступені 14 13 27

Нестабільні ушкодження таза і тазостегнового суглоба 47 43 90

РАЗОМ 150 150 300

Кількісна класифікація травматичного порушення стабільності таза дозволила оптимизувати та уніфікувати вибір методу лікування, обґрунтувати показання і протипоказання до позаосередкового остеосинтезу ушкоджень.

З обліком виявлених анатомічних і біомеханічних закономірностей поводження стрижня в тазовій кістці, об'єктно-прикладного математичного моделювання типових ушкоджень, кількісного розрахунку на рентгенограмах ступеня порушення стабільності — математично обґрунтован вибір архітектури апарата для позаосередкового остеосинтезу в залежності від ступеня травматичного порушення стабільності таза. Це дозволило розробити і впровадити в клінічну практику апарати і технологію репозиції (а.с. 1804316, патент РФ 2015688, патент України 6574, 29309 та 31590 А.). Принциповим у конструкції апаратів являється те, що кожен стрижень є несучім конструкційним робочим елементом апарата і має дві точки фіксації у кістці та дві точці роздільного керування у апараті, що дозволяє зменшити кількість шарнірних з'єднань, забезпечити невеликі габаритні розміри і підвищити комфортність пристрою. Репозиційний вузол у залежності від вигляду зсувів і тяжкості ушкодження виконується у вигляді двох компонувань - блоком і роздільної фіксації. Закрита апаратна репозиція ушкоджених фрагментів тазового кільця виконується з дотриманням наступних вимог:

а) розміри фрагмента повинні дозволяти увести фіксуючий стрижень;

б) розташування фрагмента в анатомічно безпечній для уведення стрижня зоні;

в) кріплення стрижня до бази апарата на двох рівнях за допомогою шарнірів;

г) при фіксації двох і більш фрагментів таза доцільно роздільне керування кожним відламком від бази апарата.

Технологія позаосередкового остеосинтезу знаходитися в прямої залежності від кількісного ступеня порушення стабільності тазового кільця й анатомії ушкодження. При 1 ступені порушення стабільності використовується апарат з базово розташованими парними стрижнями на клубових кістках, що дозволяють усувати зсув у горизонтальній площині. При 2 ступені застосовується апарат зі стрижнями в клубових і лобкових кістках, який дозволяє усунути зсув у горизонтальній і сагітальній площині. При 3 ступені використовується апарат з базою на крижі, щодо якої усувається зсув половин таза в трьох площинах.

Порівняльна клінічна оцінка ефективності одержаних анатомічних і функціональних виходів при апаратному та консервативному засобах лікування дозволила розробити показання і протипоказання до використання методу позаосередкового остеосинтезу ушкоджень таза в залежності від ступеня порушення стабільності:

Абсолютними показаннями до позаосередкового остеосинтезу кісток таза вважаємо:

1. Ушкодження переднього відділу тазового кільця зі зсувом відламків, що загрожують перфорацією внутрітазових органів і судинно-нервових пучків:

а) медіальні переломи верхньої гілки лобкової кістки зі зсувом відламка в сагітальній площині в напрямку стегнового судинно-нервового пучка

б) латеральні переломи верхньої гілки лобкової кістки зі зсувом відламка убік запирального отвору, що загрожує ушкодженням внутрішньої запиральної артерії та нерва.

2. Трансацетабулярні переломи з порушенням стабільності вертлюжної западини - показано максимально раннє (до 24 годин з моменту травми) оперативне вправляння вивиху стегна і відновлення конгруентності суглобних поверхонь.

3. Переломи крижі зі зсувом і неврологічною симптоматикою.

Відносні показання до позаосередкового остеосинтезу таза:

1. Фрагментарне руйнування переднього відділу тазового кільця, що супроводжується значною деформацією та утворенням кісткового дефекту.

2. Множинна і поєднанна травма, що супроводжується порушенням стабільності тазового кільця 2-3 ступеня, має потребу у фіксації таза з використанням мінімально травматичних підходів (іммобілізаційні схеми пристроїв). Виконується в ургентному порядку як протишоковий захід.

3. Ушкодження таза, що супроводжуються руйнуванням тазової діафрагми та порушенням стабільності тазового кільця в горизонтальній, сагітальній і фронтальній площині, як у гострому періоді, так і у випадках наслідків травми.

Протипоказання до позаосередкового остеосинтезу таза:

1. Декомпенсірований соматічний стан постраждалого (критичні ступені дихальної і серцево-судинної недостатності).

2. Психічні захворювання потерпілих з вираженими проявами психомоторного порушення.

3. Анаеробні інфекції області таза і нижніх кінцівок.

Результати лікування потерпілих з ушкодженнями таза знаходяться в прямої залежності від ступеня порушення стабільності, наявності і характеру ушкоджень інших сегментів кістяка і внутрішніх органів, своєчасності діагностики і повноцінності лікувальних заходів, а також віку постраждалого, стану адаптаційно-компенсаторних систем організму і ряду інших факторів. При надходженні потерпілого з домінуючим ушкодженням таза, обсяг лікувальної допомоги визначали виходячи з тяжкості стану постраждалого, локалізації і характеру ушкодження таза і розрахункових показників порушення стабільності, тяжкості інших компонентів політравми. На перший план висувалися протишокові заходи, важливим елементом яких є іммобілізація ушкодженого таза. Велике значення має можливість стабільної фіксації при мінімальній травматичності і малому часу накладення пристрою. Остеосинтез здійснювали в гострому періоді травми, після стабілізації гемодінаміческих показників. Застосування позаосередкового остеосинтезу нестабільних ушкоджень таза дозволило знизити смертність у гострому періоді травми на 14%.

Теоретично обґрунтована система хірургічного лікування нестабільних ушкоджень таза містить у собі використання розроблених малоінвазівних позаосередкових пристроїв і технології репозиції в залежності від кількісного ступеня порушення стабільності тазового кільця, що забезпечують раннє відновлення анатомії і стабільної фіксації ушкоджень з можливістю ранньої статодінамичної функції. Використання методу позаосередкового остеосинтезу нестабільної травми тазу дозволило за рахунок стабілізації ушкоджень домогтися раннього відновлення мікроциркуляції у нижніх кінцівках. В основній групі показник діастолічного індексу (ДСІ) у термін 1-3 місяця після травми на стегні в середньому дорівнював 60,2±1,5%, тобто знаходився в межах норми, у той час як у хворих контрольної групи він досягав 86±0,8%. У даному випадку це обумовлено венозною гіперемією розвиненой на тлі зниження судинного тонусу, про що свідчить збільшення амплітуди пульсового кровопостачання (А2), що досягає 5,0±0,25мм. Нормалізація гемодинаміки в контрольній групі наставала лише через 6 місяців після травми.

Порівняльний аналіз показників електроміографії м'язів таза і обох стегон в залежності від обраного методу лікування не довів статистично достовірної різниці в результатах, що пов'язано з однаковою вагою травми м'язово-зв'язкового апарата. І якщо при консервативному лікуванні під час ліжкового режиму потерпілий динамічно не навантажує м'язи, то в основній групі, незважаючи на динамічне навантаження на ноги, м'язи були фіксовані конструкціями апарата, що також не дозволяло їм адекватно відновлюватися. Відповідно відновлення м'язового тонусу в основній і контрольній групах відбувається без істотних відмінностей.

Динаміка граничної збудливості нервових стовбурів істотно залежала від тяжкості порушення стабільності тазу в проекції крижі та ступеня сдавлення або подразнення крижового сплетіння. На підставі наших спостережень ми прийшли до висновку, що може бути кілька обумовлених механізмів неврологічних ускладнень при травматичному порушенні стабільності тазу, які впливають на результати лікування:

1. Пряма, одномоментна травма нервових стовбурів (сплетінь) зсувами відламків клубової кістки і крижі;

2. Ушкодження в результаті дистракції нервових стовбурів при значних зсувах фрагментів тазу;

3. Зчавлення нерва (сплетіння) відламками, гематомою, приєднанням запальних ускладнень.

Виділяючи три механізми ушкодження нервових сплетінь тазу, ми не виключаємо змішаного їх характеру, що спостерігався в більшості наших спостережень. В клініці у 19% постраждалих обох груп домінував компресійний механізм неврологічних ускладнень різного ступеня тяжкості (4% потерпілих — нижній парапарез; травматичний невріт сідничного нерва - у 57%; запирального нерву в - 7%; невріт стегнового з переважною поразкою зовнішнього шкірного нерву - у 32 %).

Використання розроблених стрижневих апаратів позаосередкового остеосинтезу нестабільних ушкоджень таза, дозволило виконати точну репозицію і взаємну стабілізацію фрагментів крижі та кісток таза, від чого залежала швидкість і ступінь регресу неврологічних порушень. Вивчення результатів лікування свідчить на користь ранньої й анатомічно точної репозиції нестабільних ушкоджень таза стрижневими апаратами зовнішньої фіксації з компонуванням розташованим максимально близько до області ушкодження. Це дозволило у всіх спостереженнях цілком усунути больовий синдром, відновити порушення тазових функцій, а прояви рухових і трофічних неврологічних порушень у зоні іннервації сідничного нерва збереглися тільки в 5% випадків основної групи, що ймовірно зв'язано з морфологічним руйнуванням нервових сплетінь. При тому, що у контрольній групі в 43% хворих з неврологічними ускладненнями збереглися сенсорні, трофічні і рухові розлади різного ступеня тяжкості. Поліпшення показників периферичної гемодинаміки і нейромышечного апарата в основній клінічній групі потерпілих корелює з динамікою змін анатомічних і функціональних результатів лікування.

Стабільність фіксації дозволила скоротити тривалість ліжкового режиму в основній групі до 8±0,5 днів. При цьому стаціонарне лікування скоротилося вдвічі та в основній групі склало 41,8±3 днів. Усі пацієнти, що не мають протипоказань з боку інших органів і систем, пересувалися на милицях з повним чи частковим навантаженням на ушкоджену половину таза вже з 2-4 доби після оперативного втручання. Іммобілізація таза при нестабільних ушкодженнях продовжувалася до 2-3 місяців з повним динамічним навантаженням на ніжні кінцівки. Середній термін фіксації пошкоджень таза апаратом у нашій клініці склав 74±6 днів. Відповідно змінилися анатомічні і функціональні результати лікування — у цілому погані ісходи лікування, в порівнянні з контрольною групою, зменшилися на 13,5% (Р<0,05). Гарні і відмінні результати лікування ушкоджень таза в основній групі отримані у 86,71% хворих.

Слід зазначити, що в основній клінічній групі більш виражена дисоціація анатомічних і функціональних