Патогенетический подход к хирургическому лечению больных с импрессионными переломами костей нижних конечностей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федоров Владимир Григорьевич

ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ХИРУРГИЧЕСКОМУ ЛЕЧЕНИЮ БОЛЬНЫХ С ИМПРЕССИОННЫМИ ПЕРЕЛОМАМИ КОСТЕЙ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ

14.01.15 - Травматология и ортопедия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора медицинских наук

Пермь - 2012

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ижевская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (ректор - д.м.н., профессор Н.С. Стрелков)

Научный консультант:

доктор медицинских наук, профессор Стрелков Николай Сергеевич

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор ГБОУ ВПО «Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера» Минздравсоцразвития России Щеколова Наталья Борисовна;

доктор медицинских наук, профессор Казанского государственного медицинского университета Ахтямов Ильдар Фуатович;

доктор медицинских наук, профессор ГБОУ ВПО «Уральская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России Кутепов Сергей Михайлович

Ведущая организация: Первый Московский государственный университет имени И.М. Сеченова

Защита состоится «_19____» _февраля_ 2013 г. в «10-00» часов на заседании диссертационного Совета Д 208.067.03 при ГБОУ ВПО «Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера» Минздравсоцразвития России по адресу 614990, г. Пермь, ул. Петропавловская, 26.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГБОУ ВПО «Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера» Минздравсоцразвития России (614990, г. Пермь, ул. Петропавловская, 26), с авторефератом на сайте www.vak.ed.gov.ru

Автореферат разослан «____» ____________________ 2012 г.

Ученый секретарь совета по защите докторских диссертаций

доктор медицинских наук, профессор _______________ Н.Н. Малютина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

перелом кость губчатый пластика

Травмы опорно-двигательной системы и их последствия остаются одной из главных причин выхода на инвалидность и стабильно занимают третье место в структуре первичной инвалидности. Более 50 % среди инвалидов от травм составляют пострадавшие с переломами костей конечностей, в основном, бедра и голени [Устьянцев В.И., 2006].

Внутри- и околосуставная локализация повреждений и заболеваний костей наиболее часто ведет к нарушениям функции и опорности конечности, что требует выделения их в особую группу. При данном виде переломов, в первую очередь, это относится к костям нижних конечностей, наблюдается наибольший процент выхода травмированных на инвалидность. Причинами такого исхода являются особенности травмы эпиметафизарной зоны, трудности репозиции и фиксации костей при таких переломах, несвоевременно начатые реабилитационные мероприятия. При неадекватной терапии с первых часов (независимо от причины - позднее обращение, госпитализация и т.п.) и при несвоевременно выполненной репозиции становиться возможным развитие посттравматических импрессионных изменений анатомии сустава, асептического некроза травмированных костных балок. Вследствие этого нарушается репаративная регенерация в области перелома губчатой кости, что приводит к формированию дисконгруэнтности в суставе, развитию деформирующего артроза с ограничением функции и трудоспособности [Викторова Н.Л., 1995; Яшков А.В., 1998; Коваленко Н.А., 1999; Таковой Н.Н, 2003; Котельников Г.П., Миронов С.П., 2008; Загородний Н.В. и др., 2009].

Кости околосуставной локализации представляют собой сочетание компактного и губчатого вещества: наружный слой кости представлен тонкой пластинкой (в отличие от диафиза), под которой располагается губчатое (трабекулярное) вещество. Травмы этой части костей сопровождаются переломом не только кортикальной пластинки, но и переломом губчатой кости в виде импрессионной деформации костного вещества.

Эпиметафизарная кость, имеющая трабекулярную архитектонику, подчиняется законам ремоделирования при повреждении [Борозда И.В. с соавт., 2003] и, соответственно, репозиция является непременным условием лечения. Консервативными методами лечения далеко не всегда удается устранить нарушение анатомии кости, возникшее в результате импрессии костного вещества. После удачной закрытой репозиции сохраняется опасность асептического некроза трабекул, подвергшихся травме, и, как следствие, рассасывания фрагментов костей. В дальнейшем происходит смещение этих фрагментов, нагрузка на хрящ становится неравномерной, возникает деформация суставной поверхности, нарушается механика движения с развитием деформирующего артроза.

Казалось бы, на современном этапе проблему импрессионных переломов может решить эндопротезирование суставов. Однако недостатки данного метода, в частности, травматичность, проблемы ревизионного эндопротезирования [Havelin, L.I. et al., 2009; Jafari, S.M. et al., 2010] приводят к выводу, что эндопротезирование является последним методом лечения, когда своевременно не использованы или исчерпаны менее травматичные методы, опирающиеся на заложенные природой возможности организма.

Отдельные авторы, изучающие импрессионные переломы, достигают значительных результатов в сравнении с традиционными методиками. Но до настоящего времени импрессионные переломы не выделены в отдельную группу, не классифицированы, а, следовательно, нет общей тактики лечения. Отсутствуют также специфические алгоритмы лечения различных локализаций импрессионных переломов.

Возникает необходимость создания единой унифицированной классификации переломов, учитывающей степень импрессии губчатой кости. Поставленный на ее основе диагноз поможет правильно выбрать тактику лечения импрессионных переломов. Существенное значение имеет разработка и применение наименее травматичных способов ранней костной пластики образовавшегося дефекта.

При диагностике и выборе метода лечения недооценивают биомеханические особенности костей эпиметафизарной зоны, а также возможности математического описания ремоделирования деформированной губчатой кости.

Следовательно, разработка биомеханически обоснованной тактики лечения импрессионных переломов костей губчатого строения, а также методов костной пластики и послеоперационной реабилитации пациентов является актуальным и перспективным направлением решения этой проблемы. Необходимо исходить из того, что эпиметафизарная кость представляет собой не только механическую, но и биологическую систему.

Цель исследования

Формирование патогенетической концепции костно-пластического восстановительного лечения импрессионных переломов костей нижних конечностей на основе биомеханических, математических разработок, использования унифицированной классификации и алгоритма лечения и предложенных новых технических решений при оперативном вмешательстве для исключения посттравматической деформации.

Задачи

Для реализации поставленной цели определены следующие задачи:

1. Провести анализ результатов лечения пострадавших с переломами костей губчатого строения при применении традиционных методов лечения.

2. Выявить частоту и причины, а также механизмы сохранения посттравматических импрессионных деформаций.

3. Выполнить стендовые испытания прочностных характеристик образцов губчатой и кортикальной кости и анатомических препаратов костей эпиметафизарной зоны нижних конечностей.

4. Установить корреляционные отношения полученных данных с результатами КТ и СКТ, доказать, что данная зона обладает свойствами прочности, жесткости, упругости, пластичности, которые зависят от тяжести травмы и влияют на клинический исход.

5. Провести математическое моделирование фиксации импрессионных переломов, определить влияние компрессии и дистракции на предварительное (формальное) ремоделирование в пострепозиционном периоде.

6. Разработать принципы биомеханически обоснованной тактики лечения переломов костей губчатого строения нижних конечностей.

7. Определить показания к применению костной пластики и разработать новые способы костной аутопластики при лечении переломов костей губчатого строения.

8. Дать оценку эффективности разработанной тактики лечения больных с импрессионными переломами костей нижних конечностей.

Научная новизна работы

1. Доказано, что градация импрессионных изменений при переломах эпиметафизарной части костей нижних конечностей по степеням позволяет прогнозировать результат лечения и, соответственно, дает возможность предотвратить неблагоприятные последствия (асептические изменения, посттравматическую деформацию и деформирующий остеоартроз сустава).

2. Разработана биомеханически обоснованная тактика лечения, предложены классификация и алгоритмы лечения, на которые имеется свидетельство об интеллектуальной собственности № 358 от 1.02.2012 г.

3. На основании экспериментальных исследований прочностных характеристик костей губчатого строения и математического моделирования возникновения переломов костей губчатого строения теоретически обосновано значение компрессии и дистракции в лечении переломов костей губчатого строения.

4. Доказано, что ремоделирование губчатой кости с формированием правильной анатомии возможно только при ранней репозиции (формальное ремоделирование в самые кратчайшие сроки после травмы создает необходимый каркас, на основе которого происходит гистологическое ремоделирование с созданием конгруэнтной суставной поверхности).

5. Разработаны новые способы костной пластики костей губчатого строения, подтвержденные тремя патентами на изобретение и двумя патентами на полезную модель.

6. Для улучшения результатов лечения разработан новый метод внутрикостного введения лекарственных препаратов в реабилитационном периоде для профилактики возникновения деформирующих артрозов, подтвержденный патентом на изобретение и семью рацпредложениями. Обосновано применение разгружающего приспособления на основе аппаратов внешней фиксации (АВФ) в послеоперационном восстановительном лечении пациентов, которое оформлено в виде рацпредложения.

Практическая ценность работы

На основе проведенных биомеханических и клинических исследований разработана тактика лечения пациентов с переломами костей эпиметафизарной зоны (губчатого строения) нижних конечностей.

Малотравматичные способы костной пластики, метод внутрикостного введения лекарственных препаратов для предупреждения развития посттравматических деформирующих артрозов, разгружающие приспособления на основе АВФ внедрены в практику.

Внедрение разработанного метода послеоперационного лечения пациентов позволило улучшить анатомо-функциональный результат, снизить болевой синдром и другие проявления вторичного артроза.

Применение разработанной методики лечения пациентов с переломами костей губчатого строения и их последствиями позволило улучшить ближайшие и отдаленные результаты лечения, сократить сроки нетрудоспособности.

При внедрении алгоритма лечения пострадавших с эпиметафизарными переломами костей нижних конечностей с учетом степени импрессии костного вещества сроки госпитализации сократятся на 6,0 койко-дней. Сокращение сроков лечения приводит к возможности использования освободившихся койко-мест, что автоматически приносит дополнительный прямой экономический эффект.

Положения, выносимые на защиту

1. Ведущую роль в лечении импрессионных переломов костей нижних конечностей играет оценка степени деформации губчатой кости.

2. Ремоделирование поврежденной эпиметафизарной части трубчатой кости следует делить на предварительное (восстанавливающее форму) и завершающее (восстанавливающее структуру): предварительное ремоделирование является благоприятной предпосылкой завершающего.

3. Патогенетический подход на основе предложенных классификации и алгоритмов лечения позволяет прогнозировать результат, дает возможность предотвратить негативные последствия и значительно увеличить процентную долю благоприятных исходов.

4. Использование разработанных новых способов фрезевой костной пластики в программе реабилитации упрощает и ускоряет процесс восстановления анатомии губчатой кости, позволяет избежать вторичной импрессии.

5. Применение предложенной методики реабилитации существенно снижает вероятность проявления негативных последствий в процессе реабилитации, является профилактикой болевого синдрома и дегенеративных изменений.

Внедрение результатов исследования в практику

Алгоритмы лечения, новые способы костной пластики, приведенные в диссертации, апробированы, внедрены и успешно применяются в практической деятельности ортопедического и травматологических отделений в Удмуртии. Выпущено пять информационных писем для врачей практического здравоохранения.

Основные положения исследования включены в учебные курсы для студентов лечебного факультета, интернов, клинических ординаторов и курсантов последипломной подготовки ГБОУ ВПО «Ижевская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России.

Материалы диссертации защищены шестью патентами Российской Федерации, и восемью рационализаторскими предложениями.

На основе результатов проведенного исследования изданы: учебный фильм для врачей 2004 г. «Способ костной пластики ложного сустава шейки бедренной кости», учебный фильм 2008 г. «Деформирующий артроз» и два учебно-методических пособия для студентов - «Пособие по ортопедии (учебно-методическое пособие)», 1998 г., «Переломы и ложные суставы шейки бедренной кости (учебно-методическое пособие)», 2006.

Апробация работы

Основные научные положения и результаты исследований доложены:

- на республиканских научно-практических конференциях травматологов-ортопедов Удмуртии (г. Ижевск, 1996, 1997, 1998, 2000, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011);

- на российских конференциях травматологов-ортопедов (г. Ярославль, 1999; г. Москва, 1999, 2005; г. Курган, 2004, 2008; г. Санкт-Петербург, 2007);

- на международном VI-м Конгрессе «Здоровье, демография, экология финно-угорских народов», г. Ижевск, 2010 г.;

- на научно-практической конференции «Актуальные вопросы комбустиологии, травматологии, ортопедии и нейрохирургии», посвященной 65-летию Нижегородского научно-исследовательского института травматологии и ортопедии , 25 ноября 2011 года.

- на II-й Международной научно-практической конференции «Современная медицина и фармацевтика: анализ и перспективы развития» 28 декабря 2011 г., г. Москва.

Публикации

По теме диссертации

1) опубликовано:

- 49 печатных работ: 16 - в рецензируемых журналах, 1 зарубежная статья, 3- в международных сборниках;

- 5 информационных писем для врачей практического здравоохранения;

- 2 учебно-методических пособия для студентов, два видеофильма;

2) получено 6 патентов РФ - из них 4 на изобретение, 2 - на полезную модель, 11 рацпредложений, одно свидетельство о регистрации интеллектуальной собственности.

Объем и структура работы

Диссертация изложена на 304 страницах машинописного текста, включает 170 рисунков, 42 таблицы.

Работа состоит из следующих разделов: введения, семи глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложения.

Указатель литературы включает 352 источника, из них 112 - иностранных.

Диссертация выполнена по инициативному плану НИР ГБОУ ВПО «Ижевская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России.

Тема диссертации утверждена на ученом совете 27.11.2007 г. (протокол № 4). Номер государственной регистрации темы 01200874942.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

Работа состоит из двух частей - клинической и экспериментальной.

Общая характеристика клинических наблюдений

Клинические наблюдения основаны на анализе и сравнении результатов лечения пациентов основной группы и группы сравнения. Для отбора пациентов в группу сравнения были изучены истории болезни 866 пострадавших с переломами эпиметафизарной части костей нижних конечностей, лечившихся традиционными методами как консервативно, так и оперативно. Из них в группу сравнения выделены пациенты с импрессионными переломами в количестве 311 человек. У данных больных изучены отдаленные результаты лечения.

С применением авторских методов лечения прооперированы 106 человек. В основную группу включены 93 пациента, у которых изучены отдаленные результаты.

В основной группе около 4/5 больных (80,6%) составили лица трудоспособного возраста. С момента травмы до оперативного лечения прошло от 1 месяца и более 10 лет, в среднем 27 месяцев (2 года 3 мес.). При этом у 12 человек срок оперативного лечения со дня травмы составил более 5 лет. При госпитализации в клинику проводились стандартное обследование (анализы, рентгенография, последний год при необходимости спиральная томография) и подготовка к оперативному лечению в зависимости от возраста и сопутствующих заболеваний.

Оперативное лечение произведено на 3-7-й день после госпитализации (в среднем дооперационный день равнялся 3,9) под спинномозговой или проводниковой анестезией в зависимости от объема предстоящей операции. В 91,4% случаев (85 человек) в послеоперационном периоде была наложена гипсовая иммобилизация. На второй-третий день после операции рекомендована ходьба на костылях. Швы снимались на 9-14-й день после оперативного вмешательства. Больные были выписаны на 11-15-й день после операции (в среднем на 14-й день). Средний койко-день составил 16,2 и колебался от 13 до 23 дней.

При выписке было рекомендовано амбулаторное наблюдение травматолога, повторная госпитализация на сроках от 1,5 мес. до 8 мес. в зависимости от области оперативного воздействия. После повторной госпитализации для удаления трансартикулярных спиц (через 1,5 мес.) или удаления металлических конструкций (через 5-8 мес.), контрольной рентгенографии решался вопрос о дальнейшей тактике. Всем больным через три месяца гипсовая иммобилизация была снята с рекомендацией полной нагрузки (после артродеза) или дозированной нагрузки при помощи костылей или тросточки (при костной пластике на шейке бедра или мыщелке большеберцовой кости) в течение еще 3 месяцев.

В настоящем исследовании все пациенты обеих групп разделены на подгруппы в соответствии с локализацией переломов:

1) импрессионные переломы проксимального эпиметафиза бедренной кости в части зон субкапитальных, трансцервикальных и базальных переломов шейки (по АО 31-В1, 31-В2, 31-В3) - 23 пациента в основной и 96 в группе сравнения;

2) внутрисуставные импрессионные переломы мыщелков большеберцовой кости (по АО 41-В1, 41-В2, 41-В3, 41-С1, 41-С2, 41-С3) - 19 пациентов в основной и 71 в группе сравнения;

3) переломы дистального эпиметафиза большеберцовой кости, включающие переломы лодыжек с импрессией суставной поверхности (по АО 43-В1, 43-В2, 43-В3, 43-С1.1, 43-С1.2, 43-С2.1, 43-С2.2) - 27 пациентов в основной и 87 в группе сравнения;

4) внутрисуставные импрессионные переломы пяточной кости (по АО 8) - 24 пациента в основной и 57 в группе сравнения.

Клиническая характеристика пациентов с переломами шейки бедренной кости

Больные с переломами шейки бедренной кости, начиная с 2006 года, в травматологическом и ортопедическом отделениях 1 Республиканской клинической больницы г. Ижевска лечатся по федеральной программе эндопротезирования. Анализ лечения больных с переломами и последствиями переломов шейки бедра (ШБК) проведен в период с 1996 по 2004 г. Длительность нахождения больных на стационарном лечении в среднем составила 25,5 ± 8 дней. Средний возраст больных составил 57,7 года и колебался от 15 до 85 лет. Распределение пострадавших по возрасту: до 40 лет - 12,6% (20 чел); от 41 года до 60 лет - 39,6% (63 чел.); свыше 61 года - 47,8% (76 чел.) Людей работоспособного возраста до 60 лет было госпитализировано 52,2%. Жители города составили 37,0% (59 чел.)

Нами выявлено, что в 50,3% случаев больные были госпитализированы в срок более 7 дней, что неблагоприятно сказалось на результате лечения ввиду рассасывания шейки бедренной кости. При госпитализации всем больным производились диагностические исследования: рентгенография в стандартной проекции, исследования крови и мочи, ЭКГ. При необходимости применялась компьютерная томография.

Средний дооперационный койко-день равен 5±0,43. При оперативном лечении средний койко-день составил 25,8 ± 5,2. Применялись следующие методики оперативного лечения (см. табл.1).

В группу сравнения взяты 96 пациентов, которым была выполнена операция на сроках от 2 до 5 лет после травмы. Половой состав: мужчин и женщин по 48 человек. Возрастная структура пациентов включает: лиц до 60 лет - 55,2% (53 чел.), от 61 года до 70 лет - 27,1% (26 чел.), старше 70 лет - 7,7% (17 чел.), т.е. старше 60 лет - 43 человека (44,8%).

По авторской методике выполнены операции 26 пациентам. В основную группу включены 23 человека, у которых изучены отдаленные результаты операции. Мужчин было 15 (65,2%), женщин 8 (34,8%) (табл. 2).

Таблица 1

Половой состав, возраст и результаты оперативного лечения пациентов группы сравнения (отдаленные результаты)

Метод лечения	Всего изуче-но резуль-татов	Муж-чины	Жен-щины	До 60 лет	Старше 60 лет	Сра-ще- ние	Ложный сустав или АНГБК
Пучок спиц до 10 штук 13,5%	13	5	8	6	7	4	9
Пучок спиц плюс 1 винт 10,4%	10	3	7	5	5	1	9
3-х лопастный гвоздь 7,3%	7	6	1	4	3	5	2
2-5 спонгиозных винта 12,5%	12	4	8	4	10	11	1
Г-образная пластинка АО 21,9%	21	12	9	11	10	10	11
Г-образная пластинка АО плюс 1 винт 10,4%	10	4	6	5	5	7	3
ЧКО стержневым аппаратом 3,1%	3	0	3	3	0	0	3
Межвертельная остеотомия и ЧКО 6,3%	6	3	3	2	4	2	4
Межвертельная остеотомия и пластинка 14,6%	14	11	3	11	3	6	8
Всего	96	48	48	53	43	46	50

В среднем оперативное лечение после травмы выполнено через 14 месяцев. Минимальный срок проведения операции после травмы составлял 2 мес., максимальный - 10 лет (120 мес.)

Таблица 2

Возрастной и половой состав пациентов основной группы с несросшимся переломом и ложным суставом шейки бедра

	Женщины	Мужчины	Итог
До 20 лет	0 (0%)	0 (0%)	0 (0%)
21-60 лет	4 (17,4%)	13 (56,5%)	17 (73,9%)
Старше 60 л.	4 (17,4%)	2 (8,7%)	6 (26,1%)
Всего	8 (34,8%)	15 (65,2%)	23 (100%)

Клиническая характеристика больных с переломами мыщелков большеберцовой кости

За период с 2003 по 2010 год на стационарном лечении с переломами костей, образующих коленный сустав, находились 168 человек. Открытые повреждения встречались в 7,4% случаев переломов костей коленного сустава. В 60,7% случаев (102 чел.) переломы мыщелков коленного сустава наблюдались у мужчин, в 39,3% случаев (66 чел.) - у женщин. Наибольшее число переломов мыщелков коленного сустава было получено лицами трудоспособного возраста от 20 до 60 лет - 68,5%; людьми старше 60 лет -19,0%, моложе 20 лет - 12,5% травм.

В 15,5% случаев переломов костей коленного сустава (26 чел.) одновременно имелись повреждения связок и/или менисков. Диагностика этих повреждений была затруднена ввиду выраженного отека и гемартроза коленного сустава. Переломы мыщелков большеберцовой кости (изолированно или вместе) диагностированы у 109 пострадавших (64,9%); при этом наружный мыщелок большеберцовой кости травмировался чаще других - у 41 человека (24,4%). Среди переломов мыщелков большеберцовой кости преобладают переломы со смещением - в 82 случаях (75,2%) (табл. 3).

Таблица 3

Распределение больных по характеру перелома мыщелка большеберцовой кости (109 пациентов)

Перелом мыщелка большеберцо-вой кости	со значительным смещением	с незначительным смещением	Всего
	Изолирован- ный перелом мыщелка	Осколь-чатый	Изолированный перелом мыщелка	Осколь-чатый
Наружный мыщелок	31 28,4%	3 2,8%	7 6,4%	-	41
Внутренний мыщелок	23 21,1%	-	9 8,3%	-	32
Оба мыщелка	12 11,0%	13 11,9%	8 7,3%	3 2,8%	36
Всего	66 60,5%	16 14,7%	24 22,0%	3 2,8%	109 100%

Всем поступившим больным производились рентгенограммы поврежденного коленного сустава в двух проекциях. В приемном покое проводилось обезболивание места перелома, как правило, по Белеру - раствором новокаина 1,0% в количестве до 15 мл, чаще всего проводилась спица через пяточную кость для скелетного вытяжения.

В 90,5% случаев (152 больных) выявлен гемартроз, и при поступлении была проведена пункция коленного сустава.

Показанием для одномоментной репозиции с наложением гипсовой иммобилизации было незначительное смещение отломков или тяжелое соматическое состояние. При поступлении после закрытой одномоментной ручной репозиции гипсовая иммобилизация применена у 35 больных (20,8%), скелетное вытяжение - у 29 человек (17,3%).

У 104 больных (61,9%) ввиду отсутствия эффекта консервативного лечения был применен оперативный метод на 8-12-й день после травмы, из них у 42 пациентов (25,0%) фиксация отломков производилась аппаратом Илизарова.

В группу сравнения нами взят 71 пациент с импрессионными переломами мыщелков большеберцовой кости, лечившийся оперативными традиционными методами в травматологическом отделении РКБ МЗ УР (табл. 4,5) без применения костной пластики. В данной группе мужчин было 37 человек (52,1%), женщин - 34 человека (47,9%).

Таблица 4

Статистические показатели в группе сравнения при импрессионных переломах мыщелков коленного сустава (71 пациент)

Метод лечения	Число боль-ных (N)	Средний срок стационар-ного лечения (в днях)	Средний срок иммоби-лизации	Средний срок амбула-торного лечения	Сроки временной нетрудо-способно-сти
Погружной остеосинтез спицы, винты пластины	32	21,4	82,7	141,6	163,1
ЧКДО аппаратом Илизарова	39	26,7	95,5	166,2	185,9
общее	71	24,1±2,6	89,1±6,4	153,9±12,3	174,5±11,4

Таблица 5

Возрастной и половой состав пациентов группы сравнения с импрессионными переломами проксимального эпиметафиза большеберцовой кости (71 чел.)

	Женщины	Мужчины	Итог
До 20 лет	2 (2,8%)	2 (2,8%)	4 (5,6%)
21-60 лет	25 (35,2%)	32 (45,1%)	57 (80,3%)
Старше 60 л.	7 (9,9%)	3 (4,2%)	10 (14,1%)
Всего	34 (47,9%)	37 (52,1%)	71 (100%)

По авторской методике выполнены операции 22 пациентам. В основную группу включены 19 человек, у которых изучены отдаленные результаты операции. Мужчин было 11 (57,9%), женщин 8 (42,1%) (табл. 6). Оперативное лечение после травмы произведено в среднем через 11 месяцев - от 1 месяца до 3 лет. 50% больных были старше 50 лет.

Таблица 6

Возрастной и половой состав пациентов основной группы с импрессионными переломами проксимального эпиметафиза большеберцовой кости

	Женщины	Мужчины	Итог
До 20 лет	0 (0%)	1 (4,6%)	1 (5,3%)
21-60 лет	6 (31,6%)	8 (42,1%)	12 (63,2%)
Старше 60 л.	5 (26,3%)	1 (4,6%)	6 (31,6%)
Всего	8 (42,1%)	11 (57,9%)	19 (100%)

Клиническая характеристика больных с переломами лодыжек

В период 2006-2010 годы в травматологическом отделении 1 РКБ МЗ УР находились на лечении 360 пострадавших с переломами костей, образующих голеностопный сустав (табл. 7).

Таблица 7

Распределение пострадавших по диагнозу

Повреждение дистального межберцового синдесмоза (ДМС)	34 (9,4%)
Перелом одной лодыжки с повреждением ДМС или без повреждения ДМС	144 (40,0%)
Перелом обеих лодыжек с подвывихом стопы	182 (50,6%)
Всего	360

Среди 360 пострадавших было 185 мужчин (51,4%) и 175 женщин (48,6%). Таким образом, лица обоих полов примерно в одинаковой степени подвержены переломам костей, образующих голеностопный сустав.

Преобладающее количество составили пациенты в возрасте от 20 до 60 лет - 287 чел. (79,7%), от 60 лет и старше было 73 чел. (30,3%).

При поступлении в РКБ № 1 всем больным были проведены: первичный осмотр, рентгенография в двух стандартных проекциях, обезболивание по Белеру, закрытая репозиция, наложение U-образной гипсовой лонгеты, рентгенконтроль, наложение задней гипсовой лонгеты при хорошем стоянии отломков. После рентгенконтроля 37 пациентам (10,3%) было наложено скелетное вытяжение.

С прогностической точки зрения наибольший интерес представляют травмы с повреждением обеих лодыжек и подвывихом стопы. Именно при данной травме часто возникает импрессия суставной поверхности дистального эпиметафиза большеберцовой кости в латеральной половине. Большое значение имеют также сроки госпитализации с момента травмы, так как при отсутствии своевременной репозиции губчатая кость дистального эпиметафиза большеберцовой кости, подвергшаяся импрессии, теряет свою способность к ремоделированию (восстановлению своей первоначальной формы).

Таблица 8

Методы оперативного лечения, выполненные при переломах лодыжек

Оперативные методы	Количество случаев применения (уд. вес)
Остеосинтез пластинами	103 (36,9%)
Остеосинтез спицами, винтами	91 (32,6%)
Трансартикулярная фиксация	12 (4,3%)
Остеосинтез аппаратом Илизарова	24 (8,6%)
Шов дельтовидной связки	14 (5,0%)
Корригирующая остеотомия.	11 (3,9%)
Большеберцово-таранный артродез	15 (5,4%)
Пластинка по Хахутову	9 (3,2%)
Итого	279 (100%)

Анализ показал, что только 50,6% поступивших в 1 РКБ пациентов госпитализированы в специализированное отделение в течение суток после получения травмы. Оперативное лечение было выполнено в 77,5% (279 человек) случаев (табл. 8). Консервативные методы лечения применены в 22,5% случаев. При анализе отдаленных результатов мы обратили внимание, что часто импрессионные переломы дистального эпиметафиза большеберцовой кости бывают с вальгусной установкой стопы и возникают при пронационном переломе - подвывихе стопы кнаружи (завершенный или незавершенный Дюпюитрена). При этом импрессионные изменения разной степени выраженности на рентгенограмме видны сразу же после репозиции. Крайне редко импрессионные изменения возникают при супинационных переломах. По нашим данным, варусная импрессия имела место в 1,7% (6 человек) случаев и степень ее была в пределах 4⁰.

В группу сравнения из числа больных с переломами дистального эпиметафиза большеберцовой кости взяты 87 пострадавших (табл. 9) с пронационными переломами. Среди них женщин было 47 человек (54,0%), мужчин 40 человек (46,0%). В трудоспособном возрасте находились 76 человек (87,4%), в возрасте до 20 лет - 4 человека (4,6%), старше 60 лет 7 человек (8,0%). Для лечения больных данной подгруппы использованы оперативные способы - открытая репозиция, остеосинтез спицами, винтами, пластинкой. Для фиксации дистального межберцового синдесмоза в основном использовались винты. В шести случаях был применен аппарат Илизарова. Примерно в половине случаев произведена трансартикулярная фиксация (через пяточную кость) спицами до снятия швов. В послеоперационном периоде применена лонгетная повязка.

Таблица 9

Половой и возрастной состав пациентов группы сравнения с пронационными переломами

	Женщины	Мужчины	Итог
До 20 лет	1 (1,2%)	3 (3,4%)	4(4,6%)
21-60 лет	42 (48,3%)	34 (39,1%)	76 (87,4%)
Старше 60 л.	3 (3,4%)	4 (4,6%)	7 (8,0%).
Всего	47 (54,0%)	40 (46,0%)	87 (100%)

По авторской методике выполнены операции 34 пациентам. В основную группу включены 27 человек, у которых изучены отдаленные результаты операции. Мужчин было 19 (70,4%), женщин 8 (29,6%) (табл.10). Оперативное лечение после травмы произведено в среднем через 10 месяцев с момента травмы - от 10 дней до 10 лет (у 5 человек свыше 5 лет со дня травмы). Все пациенты трудоспособного возраста.

Таблица 10

Возрастной и половой состав пациентов основной группы с травмой области голеностопного сустава

	Женщины	Мужчины	Итог
До 20 лет	0 (0%)	1 (3,7%)	1 (3,7%)
21-60 лет	9 (33,3%)	17 (63,0%)	26 (96,3%)
Старше 60 л.	0 (0%)	0 (0%)	(0%)
Всего	9 (33,3%)	18 (66,7%)	27 (100%)

Клиническая характеристика больных с переломами пяточной кости

Нами проведен клинико-биомеханический анализ результатов лечения 179 больных с переломами пяточной кости, находившихся в травматологическом отделении 1-й РКБ МЗ УР с 2006 по 2011 годы включительно. Пострадавшие с переломами пяточной кости составили 2,9% от количества госпитализированных с переломами костей, из них 156 мужчин (87,2%) и 23 женщины (12,8%). Наибольшее количество больных - 137 (76,5%) - были в возрасте от 21 до 50 лет. У 173 (96,6%) человек переломы были закрытые. В первые сутки после травмы госпитализировано 149 пострадавших, что составляет 83,2% случаев, в срок до 3 суток - 13 человек (7,3%), остальные 17 человек - свыше 3 суток.

Переломы пяточной кости у 168 (93,8%) больных произошли в результате падения с высоты (кататравмы). Переломы обеих пяточных костей были в 22,9% (41 чел.) случаев. При этом сочетанные и множественные повреждения наблюдались у 17,8% (32 чел.) пострадавших.

По биомеханической классификации [Соловьев В.М.], больные с переломами пяточной кости распределились следующим образом: с первым видом перелома (от разрыва) - 40%, со вторым видом (от сдвига с потерей местной устойчивости) - 6,7%, с третьим видом (разрыв и сдвиг с потерей местной устойчивости) - 30,8%, с четвертым видом (компрессионные) - 22,5% обследуемых.

При поступлении в больницу всем пациентам были проведены: первичный осмотр, рентгенография в двух стандартных проекциях, обезболивание по Белеру. У 144 (80,4%) больных со смещением отломков пяточной кости применяли ручную репозицию с учетом биомеханических особенностей каждого вида перелома. Стопа устанавливалась в положении подошвенного сгибания, угол в коленном суставе составлял 110-120°.

Рентгенологический контроль после ручной репозиции показал, что у 126 (87,6%) больных удалось улучшить стояние отломков и увеличить угол Белера (табл. 11).

После спадения отека и рентгенологического контроля лонгетную гипсовую повязку превращали в циркулярную, а через 6 недель повязку укорачивали до коленного сустава. Срок иммобилизации составил 82,0 ± 19,1 дня. После окончания иммобилизации всем больным рекомендовали опорную нагрузку с ношением стельки супинатора.

Таблица 11

Угол Белера у больных, которым произведена одномоментная ручная репозиция в день госпитализации (144 больных)

Величина угла Белера (импрессия)	До репозиции	После репозиции	Стояние отломков улучшилось угол Белера увеличился
	Кол-во больных (%)
0 и менее (3 ст.)	82 (56,9%)	19 (13,2%)	63 чел. = 43,8%
0 - 9°(2 ст.)	40 (27,8%)	45 (31,3%)	5 чел. = 3,5%
10 - 19° (1 ст.)	15 (11,8%)	49 (34,0%)	34 чел. = 23,6%
20 - 40°	7 (4,9%)	31 (21,5%)	24 чел. = 16,7%
Всего:	144 (100%)	144 (100%)	126 чел. = 87,6%

После безуспешной ручной репозиции (отрицательный суставно-бугорный угол) накладывали скелетное вытяжение по А.В. Каплану в двух плоскостях - у 7 пострадавших (3,9%), или проводили закрытую репозицию и металлоостеосинтез по видоизмененной методике Essex-Lopresti - 6 (3,4%) больных c фиксацией спицами 2 мм. После контрольного снимка при удовлетворительном стоянии отломков стержни удаляются, дополнительно осуществляется иммобилизация гипсовой повязкой. Спицы удаляются через 4-6 недель, гипсовая иммобилизация снимается через 8 недель. Сроки стационарного лечения составили 14,8 ± 0,2 дня.

В группу сравнения из числа больных с переломами пяточной кости взяты 57 пострадавших с внутрисуставными импрессионными переломами, у которых изучены отдаленные результаты (1-3 года). Среди них женщин было 11 человек (19,3%), мужчин 46 человек (80,7%). В трудоспособном возрасте находились 54 человека (94,7%) (табл. 12) преимущественно мужского пола.

Таблица 12

Возрастной и половой состав пациентов группы сравнения с внутрисуставными импрессионными переломами пяточной кости

	Женщины	Мужчины	Итог
До 20 лет	1 (1,8%)	1 (1,8 %)	2 (3,6 %)
21-60 лет	9 (15,7%)	45 (79,0%)	54 (94,7%)
Старше 60 л.	1 (1,8%)	0 (0%)	1 (1,8 %)
Всего	11 (19,3%)	46 (80,7%)	57 (100%)

По авторской методике выполнены операции при внутрисуставных переломах пяточной кости 24 пациентам. В основную группу включены 24 человека, у которых изучены отдаленные результаты операции. Мужчин было 18 человек (75,0%), женщин 6 (25,0%) (табл. 13). Оперативное лечение после травмы (артродез с коррекцией порочного положения пяточной кости) произведено в среднем через 34 месяца с момента травмы - от 2 месяцев до 5 лет. 21 пациент (87,5%) трудоспособного возраста.

Таблица 13

Возрастной и половой состав пациентов основной группы с внутрисуставными импрессионными переломами пяточной кости

	Женщины	Мужчины	Итог
До 20 лет	0 (0%)	3 (12,5%)	3 (12,5%)
21-60 лет	6 (25,0%)	15 (62,5%)	21 (87,5%)
Старше 60 л.	0 (0%)	0 (0%)	0 (0%)
Всего	6 (25,0%)	18 (75,0%)	24 (100%)

Методы исследования

Для объективной оценки результатов лечения в динамике нами разработан способ определения равномерности нагрузки на нижнюю конечность. Способ основан на том, что при патологии нижней конечности больной не полностью нагружает (щадит) травмированную конечность. В результате создается асимметричная нагрузка на ноги, а том числе и стопы, даже при одинаковом мышечном тонусе самих стоп. На этом основано разработанное нами устройство (рацпредложение № 185).

Качество рентгенограмм часто не позволяет полноценно определить степень импрессии. Поэтому мы делаем цифровые снимки рентгенограмм, а затем производим их обработку в редакторах Adobe Photoshop CS2 и ACDSee Photo Manager 2009 (рацпредложение № 187 - метод цифровой объективизации рентгенограмм).

Для выбора тактики лечения врачу необходимо поставить диагноз, основанный на классификации, ставшей ему известной в процессе учебы или практической работы. Однако в отношении полученной при травме степени импрессии мы не нашли удовлетворяющую нас унифицированную классификацию.

Нами разработана унифицированная классификация, основанная на степени потери костного вещества, которая позволит прогнозировать исход травмы, наметить правильный алгоритм лечения и получить ожидаемый результат. Степень импрессии зависит от тяжести травмы и от способности кости восстанавливать свою первоначальную форму после воздействия травмирующего фактора. При определенной степени импрессии в случае правильной тактики лечения кость может самостоятельно восстановить свою форму. При более выраженной степени сминания или при неадекватной, несвоевременной репозиции восстановить форму можно только за счет костной пластики. Изучая отдаленные результаты, мы выделяли три степени импрессионных изменений (потери костного вещества) в кости околосуставной зоны (эпиметафиз) в зависимости от угла деформации в градусах или миллиметрах. В основу мы положили постулат: 10⁰ костного клина соответствует 10 мм костного вещества в основе треугольника.

Дизайн диссертации представлен на рис.1

Рис. 1. Дизайн диссертации

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследование прочностных характеристик костей губчатого строения нижних конечностей Механические испытания проведены на базе кафедры сопротивления материалов Ижевского механического института по стандартным техническим условиям совместно с д.м.н., профессором В.М. Соловьевым. Нами был проведен анализ сравнительной механической прочности анатомических препаратов и образцов различных зон бедренной, большеберцовой, а также пяточной кости в условиях одноосного сжатия. Кроме того, было произведено определение предела прочности образцов на разрыв. Испытание прочности кортикального и губчатого слоев на разрыв проведено на анатомических препаратах 152 образцов губчатых костей. Механические испытания анатомических препаратов производились в течение суток после их взятия в лаборатории кафедры сопротивления материалов Ижевского механического института. Испытания костных образцов на разрыв проводились на установке УМРА-1 при стандартных технических условиях одноосного растяжения. Образцы костей выпиливались хирургической дуговой пилой. Сечению образца придавали прямоугольную форму со сторонами около 5 мм, причем длина рабочей части относилась к ширине как 4:1 по ГОСТ 17370-71. Изучение прочности костей на разрыв позволило сделать предварительные выводы о том, что кортикальная кость имеет примерно одинаковую прочность как в диафизарной, так и в эпиметафизарной части; а губчатая кость также примерно имеет одинаковую прочность в костях нижней конечности.

Нами проведено моделирование переломов костей, образующих коленный сустав (4-х большеберцовых, 2-х бедренных и 4-х пяточных костей), в эксперименте на целых анатомических препаратах. Испытания проводили на установках ГРМ-500 в вертикальном копре. После фиксации кости производили статическое непрерывно возрастающее нагружение на боек штампа до появления видимых «на глаз» признаков перелома. При нагрузке свыше 10000Н (1Н = 0,102 кгс) первоначально всегда происходил перелом эпиметафиза большеберцовой кости (табл. 14).

При статической нагрузке в 9600Н (1Н = 0,102 кгс) и деформации анатомического образца около 8 мм слышен звук разрушающейся кости, но линии перелома на препарате и на произведенном рентгеновском снимке нет, а кость восстанавливает свою прежнюю форму. Увеличение нагрузки до 12700Н позволяет обнаружить повреждение кости на препарате только после контрастирования линии перелома. Возрастание нагрузки до 13300Н позволяет визуально определить линию перелома. Результаты исследований подтверждают, что губчатая кость (эпиметафиз бедренной и большеберцовой кости, пяточная кость) обладает способностью восстанавливать свои первоначальные размеры после снятия нагрузки, то есть обладает упругостью, в результате чего происходит ремоделирование - восстановление первоначальной формы .

Таблица 14

Сравнительная механическая прочность мыщелков бедра и большеберцовой кости (усилие дано в ньютонах)

Направление нагрузки	Область приложения	Величина усилия перелома (Н) (М±m)	Локализация перелома
Вертикальная	Коленный сустав	12700±1350	Наружный мыщелок большеберцовой кости
Вертикальная	Больше-берцовая кость	13300±970	Наружный и (или) внутренний мыщелки, «Т» и «Y»-образные
Вертикальная	Бедренная кость	21400±1970	Надмыщелковый или в нижней трети
Боковая	Коленный сустав	10500±1240	Наружный и (или) внутренний мыщелки бедра
Переднезадняя	Коленный сустав	17050±600	Наружный и (или) внутренний мыщелки бедра

Нами это свойство названо предварительным формальным ремоделированием, т.к. в процессе репаративного остеогенеза существует 4-я стадия ремоделирования, которую следует называть фазой завершающего (восстанавливающего структуру) ремоделирования. В этой стадии [Корж Н.А., Дедух Н.В., 2009] «происходит полное восстановление и активация сосудистого русла, резорбция избыточного периостального и эндостального регенератов, заполняющих костномозговой канал. Грубоволокнистая кость в регенерате замещается пластинчатой, в которой остеоны располагаются параллельно оси направленной компрессии и растяжения, в соответствии с механической нагрузкой и мышечной силой, действующей в области перелома». Это и есть окончательное ремоделирование, обнаруживающееся на гистологическом уровне. В конце этого периода (5-я стадия исхода перелома) создаются условия для истинного остеогенеза и формирования костной ткани, не отличимой от окружающей неповрежденной кости, восстановления ее формы (если она была придана при первоначальном ремоделировании) и функции.

Изучение сравнительных механических характеристик кортикальной и губчатой кости в эксперименте дало представление о строении эпиметафизарной зоны как подкрепленной оболочки переменной толщины с различными прочностными свойствами, позволило определить прочность костей губчатого строения.

Оболочка (кортикальная пластинка переменной толщины) и стропила (трабекулы губчатого вещества) внутри оболочки создают значительную прочность кости в целом, т.е. появляется «биологическая напряженная целостность» [Levin S.M.]. При этом «стропила» действуют как распорки, создавая напряжение в системе эпиметафизарной кости, тем самым увеличивая прочность системы: «губчатая кость - кортикальная кость».

На серии спиральных компьютерных томограмм, выполненных на 64-срезовом спиральном компьютерном томографе LightSpid VCT «GE» (СКТ), нами была изучена причина преимущественного перелома кости в одном и том же месте. Это очень хорошо прослеживается при переломе лодыжек, когда в основном подвергается импрессии наружная часть суставной поверхности дистального эпиметафиза большеберцовой кости. Нами было проведено исследование относительной плотности губчатого вещества дистального эпиметафиза большеберцовой кости в субхондральный зоне по данным СКТ. В результате оказалось, что плотность губчатой кости над поверхностью субхондрального слоя дистального эпиметафиза большеберцовой кости в латеральной половине меньше, чем в медиальной.

Заметим, что в обычных условиях (вне травмы) неравномерность оптической плотности не влияет на износ хряща - в процессе жизни происходит равномерное снижение его высоты, связанное с возрастом. Следовательно, имеется какая-то сила, которая создает равные условия нагрузки на латеральную и медиальную половины дистального эпиметафиза большеберцовой кости в области голеностопного сустава. Расчеты показывают, что равномерная прочность в области голеностопного сустава в обычных (вне травмы) условиях возможна за счет дистального межберцового синдесмоза и, естественно, малоберцовой кости, к которой прикрепляются эти связки. Волокна этой связки наподобие канатов, растягивающих матерчатую палатку (рис. 2), создают дополнительную прочность в зоне дистального эпиметафиза большеберцовой кости.

Математическое моделирование оптимальной фиксации переломов костей губчатого строения Математические расчеты проведены совместно с Чураковым А.А. подтвердило клинические данные, что при диагностике и лечении пациентов с импрессионными переломами костей губчатого строения необходимо брать во внимание, что компрессия в зоне перелома способствует дальнейшему сминанию губчатой кости. В результате фрагменты губчатой кости подвергаются асептическому некрозу и вторичному импрессионному смещению. В итоге это приводит к тому, что губчатая кость утрачивает способность к ремоделированию в своей первоначальной форме. Для восстановления анатомии импрессионного перелома губчатых костей целесообразно применять открытую репозицию с удалением асептически измененных фрагментов и последующей костной пластикой. При лечении импрессионных переломов костей губчатого строения со смещением отломков с целью предотвращения вторичной импрессии костного вещества необходима дистракция при всех видах лечения: при консервативном лечении или в качестве предоперационной подготовки - скелетное вытяжение; в послеоперационном периоде, особенно, если не применялась пластика образовавшегося импрессионного дефекта, - с использованием разгружающегося устройства АВФ.

Очень важно: 1. Кости губчатого строения после снятия нагрузки обладают упругостью - способностью восстанавливать исходную форму (ремоделирование). 2. Для репозиции и удержания отломков эпиметафизарной зоны с целью предотвращения вторичных асептических изменений и сохранения пострепозиционного положения необходимо применять только дистракцию.

Костная пластика цилидрическим аутотрансплататом показала, что площадь контакта соприкосновения трансплантата и материнского ложа при фрезевой костной пластике будет в 1,57 - 1,76 раза больше, чем, например, при резекционном артродезе. Кроме того, выпиливая цилиндрический трансплантат, мы используем физические свойства любого тела: упругость (способность тела восстанавливать первоначальные размеры после снятия нагрузки) и пластичность (способность тела не восстанавливать, частично или полностью, первоначальные форму и размеры после снятия нагрузки). Упругостью пользуемся при выпиливании трансплантата: зубья фрезы заточены таким образом, чтобы крошки кости собирались к трансплантату, а сам трансплантат сжимался в полости цилиндра фрезы. После извлечения трансплантата он принимает свой первоначальный размер ввиду упругости, следовательно, потери кости за счет т...