Еволюція хірургічних методів стабілізації грудинно-реберного каркасу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Українська військово-медична академія

ЕВОЛЮЦІЯ ХІРУРГІЧНИХ МЕТОДІВ СТАБІЛІЗАЦІЇ ГРУДИННО-РЕБЕРНОГО КАРКАСУ

Мельниченко Олександр Олександрович

ад'юнкт кафедри військової хірургії

Анотація

В останнє десятиріччя спостерігається тенденція до росту травматизму і травма стає однією із провідних причин смертності [1]. За даними Держстату України травма займає третє місце серед причин смерті всіх вікових груп, поступаючись тільки хворобам серцево-судинної системи та новоутворенням. Росту травматизму в першу чергу сприяє глобальна урбанізація. Не дивлячись на втрату частини свого виробничого потенціалу Україна залишається індустріальною країною. Крім того змінюється співвідношення сільського населення і містян на користь останніх, що сприяє росту травматизму.

Травма органів грудної клітки становить 10-12% від всіх механічних пошкоджень [2]. Грудинно-реберний каркас представлений дванадцятьма парами ребер, грудиною, лопатками, ключицями та грудними хребцями. Перше місце за частотою ушкодження при торакальній травмі займають ребра - 45,4%. Кількість зломаних ребер визначає і тяжкість травми. При переломах 1-2 ребер (переважно амбулаторні випадки) пошкодження внутрішніх органів відмічається у 12,1% постраждалих, 3-5 ребер - у 37%, 6-10 - у 86,3% і більше 10 ребер - у 100% постраждалих [3]. Множинні та особливо фрагментарні переломи ребер часто супроводжуються розвитком нестабільності грудинно-реберного каркасу. Це варіант травми грудей, що виникає у випадку переломів трьох та більше ребер по двох і більше лініях та супроводжується парадоксальним рухом грудної стінки. Парадоксальне дихання призводить до балотації відправцьованих газів з легені в легеню і провокує розвиток гострої дихальної недостатності. Також виражені болі при множинних переломах ребер значно обмежують екскурсію грудної клітки, що сприяє посиленню проявів дихальної недостатності. Флотуючі переломи ребер зустрічаються у 5-11% пацієнтів з закритою травмою грудної клітки з летальність 10-42% за даними різних авторів [3, 4].

Питання лікування цієї когорти постраждалих є складною проблемою і потребує мультидисциплінаного підходу. Головним напрямком лікування безумовно є хірургічна стабілізація флотуючих сегментів. Хірургічне лікування представлене численними методиками, які постійно розвиваються.

Ключові слова: нестабільність грудинно-реберного каркасу, флотуючі переломи ребер, торакальна травма, металоостеосинтез ребер.

Annotation

Melnychenko Oleksandr Oleksandrovich Adjunct of the Department of Military Surgery, Ukrainian Military Medical Academy

EVOLUTION IN SURGICAL METHODS OF CHEST WALL STABILIZATION

In the last decade, there has been a trend towards an increase in injuries, and injuries have become one of the leading causes of mortality [1]. According to the State Statistics Service of Ukraine, trauma ranks third among the causes of death in all age groups, second only to diseases of the cardiovascular system and cancer. Global urbanization primarily contributes to the growth of injuries. Despite the loss of part of its production potential, Ukraine remains an industrial country. In addition, the ratio of the rural population and urban residents is changing in favor of the latter, which contributes to the increase in injuries.

Chest injuries account for 10-12% of all mechanical injuries [2]. The chest is consist of twelve pairs of ribs, sternum, scapules, clavicles and thoracic vertebrae.

The first place in terms of frequency of injury in thoracic trauma is taken by the ribs - 45.4%. The number of broken ribs also determines the severity of the injury. With fractures of 1-2 ribs (mainly outpatient cases), damage to internal organs is noted in 12.1% of victims, 3-5 ribs - in 37%, 6-10 - in 86.3%, and more than 10 ribs - in 100% of victims [3]. Multiple and especially fragmentary rib fractures are often accompanied by the development of the floating chest phenomenon.This is a variant of a chest injury that occurs in case of fractures of three or more ribs along two or more lines and is accompanied by a paradoxical movement of the chest wall. Paradoxical breathing leads to the balloting of exhaled gases from the lung to the lung and provokes the development of acute respiratory failure. Also, pronounced pains with multiple rib fractures significantly limit the excursion of the chest, which contributes to increasing the manifestations of respiratory failure. Floating rib fractures occur in 5-11% of patients with closed chest trauma with a mortality rate of 10-42% according to various authors [3, 4].

The issue of treatment of this cohort of victims is a complex problem and requires a multidisciplinary approach. The main direction of treatment is definitely surgical stabilization of floating segments. Surgical treatment is represented by numerous techniques that are constantly developing.

Keywords: flail chest, chest trauma, metalosteosynthesis of ribs.

Постановка проблеми

З покращенням анестезіологічного забезпечення та розширенням можливостей щодо проведення великих хірургічних втручань у всіх анатомо-функціональних областях йде еволюція методів лікування від більш простих до складніших, котрі забезпечують кращий анатомічний та функціональний результат. Всі нововведення в області медицини на разі базуються на канонах доказової медицини. І по відношенню до операційного лікування нестабільності грудинно-реберного каркасу ці канони змінились діаметрально від суто консервативної терапії до хірургічної стабілізації флотуючих сегментів.

Аналіз останніх досліджень і публікацій

Було виконано підбір літератури у Національній науковій медичній бібліотеці України серед вітчизняних та зарубіжних джерел інформації за ключовими словами. В Україні дуже мало науковців займається вирішенням цієї проблеми. С.І. Панасенко в 2013 році представив статтю в якій запропонував новий метод стабілізації флотуючих сегментів за допомогою розробленого апарату зовнішньої фіксації. В 2017 році Панасенко С.І. в експериментальному дослідженні також продемонстрував перевагу накладання АЗФ перед стабілізацією пластинами і спицями. Бенян А.С. в численних роботах висвітлює переваги металоостеосинтезу саме пластинами, що дозволяє анатомічно відновлювати зломані ребра. Західна школа хірургів також віддає перевагу саме остеосинтезу ребер. Ling-Wen в 2021 році висвітлив зовсім нову методику, яка базується на 3D моделюванні індивідуальних конструкцій для стабілізації зломаних ребер. Zhouijian Tan в 2021 році також представив дослідження в якому висвітлено переваги індивідуально виготовлені на 3D принтері пластини на основі карбону.

Мета статті полягає у висвітленні історичних аспектів щодо лікування нестабільних переломів грудинно-реберного каркасу і досягнень сучасної хірургії та інтенсивної терапії.

Виклад основного матеріалу

нестабільний перелом грудинний реберний

Базовим методом лікування нестабільності грудинно-реберного каркасу слід розглядати внутрішню пневматичну стабілізацію за допомогою апаратів ШВЛ, проте ці методи направлені більше на ліквідацію гострої дихальної недостатності.

Вперше описання всіх методів та режимів ШВЛ викладено в монографії Самохвалова М.І. «Анестезіологічна та реанімаційна допомога травмованих з політравмою» [6]. Зазвичай тяжкий загальний стан обумовлює госпіталізацію таких пацієнтів до відділення реанімації і проведення ШВЛ для купування дихальної недостатності вирішуючи паралельно питання щодо стабілізації грудинно-реберного каркасу. З іншого боку використання лише пневматичної стабілізації без доповнення її оперативними втручання є доволі пасивним підходом. Пневматична стабілізація з пролонгованою ШВЛ для консолідації ребер повинна проводитись не менше 21 доби та супроводжується тяжкими ускладненнями: гнійним трахеобронхітом (70-80%), сепсисом (13-24%), трахео-стравохідними норицями [7,8]. Поміж цим ШВЛ не забезпечує повної стабілізації грудної клітини і не ліквідує її деформацію [9].

Першим серед хірургічних методів був запропонований скелетний витяг. Патофізіологічне обґрунтування застосування скелетного витягу в більшій мірі представляється не скільки у тракції з ціллю репозиції уламків та іммобілізації їх по аналогії з переломами довгих трубчастих кісток, скільки в створенні додаткової точки фіксації для міжреберних м'язів.

T. Jones у 1926 році за 25 років до появи ШВЛ прозвітував про перші досягнення в стабілізації флотуючих фрагментів грудної клітки [10]. Його втручання передбачало застосування черезшкірної тракції за ребра кульовими щипцями у дитини з переломами 8 ребер з однієї сторони і мало позитивний результат [11]. Другим запропонував новий метод скелетного витягу в 1946 році I. Jaslow, який передбачав фіксацію грудинно-реберного клапану шляхом заведенням в грудину металічного крючка з різьбою по типу штопора. Після чого накладувався скелетний витяг в середньому на 8 діб [12]. Schrire T. в 1963 році описав пристрій для створення ефекту присмоктування виготовленого з гуми під назвою “Cape Town Limpet”. Цей пристрій накладувався на флотуючий фрагмент, потім створювався ефект вакууму і виконувалась тракція [13]. В подальшому було запропоновано багато різних способів орієнтованих на витяг, так M. Williams в 1948 році запропонував використовувати цапки для білизни, C. Gardner в 1946 році виконував проведення металічної проволоки навколо ребра, проте всі ці методи були не анатомічними і скоріше відносились до методів тимчасової фіксації.

Більш обґрунтованими є фіксація переломів ребер різними способами. Одні з перших публікацій в цій області - це роботи D. Elkin та K. Hagen, які описали техніку фіксації вдавленого перелому ребер за допомогою проволоки чи швів під час відкритої операції у 1945 та 1945 роках відповідно. Аналогічна технологія запропонована А. Кузьмичовим і співавторами, яка передбачала фіксацію реберних уламків танталовими скобками [14]. Французький хірург V. Dor першим описав стабілізацію ребер під час виконання торакотомії спицями Кіршнера [15]. Beltrami i Guernelli незалежно один від одного описали метод, в якому флотуючі переломи стабілізували шляхом введення двох довгих спиць Кіршнера під зону реберного клапана після чи під час торакотомії. Через 30 діб спиці видалялись і були відмічені гарні результати [16]. Шапот Ю.Б. і співавтори запропонували свою модифікацію фіксації багатопроекційних переломів ребер, яка заключалась в моделюванні спиці Кіршнера по ребру та фіксації ребра інтраопераційно до спиці за допомогою проволоки. Спиці видалялись через 8-10 місяців. При такій методиці не виникає деформації кістково-м'язового каркасу, відновлюється функція зовнішнього дихання та кровообігу [17]. Серед недоліків метода фіксації спицями Кіршнера слід виділити деяку ротаційну нестабільність переломів, потенційну втрату стабільності, пов'язану з міграцією спиці, больовий синдром, додаткову травматизацію навколишніх м'яких тканин.

Найбільш перспективними серед способів фіксації стало проведення остеосинтезу пошкоджених ребер. Остеосинтез передбачає використання накісного або ж інтрамедулярного методів фіксації. При накісному остеосинтезі використовуються пластини різних модифікацій, при інтрамедулярньому металоконструкції різних типів, що передбачає їх проведення через ребро.

Для проведення інтрамедулярного остеосинтезу R. Crutcher 1956 року запропонував використовувати кісткові штифти, K. Klassen 1949 року - гострі стрижні [18]. Першим хто став використовувати пластини для стабілізації грудної клітини був M. Sillar, він примінив металеву пластину для остеосинтезу пошкодженої грудини в поєднанні з інтрамедулярним введенням спиць Кіршнера у флотуючі сегменти ребер [19]. F. Paris описав декілька різних способів стабілізації з використанням пластин власної конструкції, вони накладались поздовж ребра, між ребрами чи поперек ребер з використанням швів і, як правило, видалялися після утворення кісткокої мозолі. Німецький хірург R. Labitzke створив пластину з захоплюючим ребро механізмом для полегшення фіксації пластини і зниження ризику пошкодження міжреберних судинно-нервових структур [19]. J. Mayberry в 2003 році запропонував використовувати пластини, що самостійно розсмоктуються, а в 2009 році S. Marasco прозвітував про вдале використання таких пластин та позитивні результати лікування без розвитку ускладнень [21]. Найновіша система фіксації на даний момент - «Matrix rib fixation system». Це система анатомічних реберних пластин призначена тільки для фіксації ребер за допомогою блокуючих гвинтів. Пластини зроблені з титану, а їхній дизайн дозволяє легко моделювати їх під форму ребра, що значно скорочує час операції. На жаль представлена система в Україні відсутня, тому для накісного остеосинтезу в основному використовуються LCP-пластини з блокуючими гвинтами, що призначені для фіксації кісток передпліччя, або ж кісточок гомілки в силу їх співставності по розмірах.

Новим напрямком в лікуванні нестабільності грудинно-реберного каркасу є виконання операцій під торакоскопічним контролем. Так Жестаков К.Г. зі співавторами запропонували спосіб фіксації відломків ребер екстраплевральної, субфасціально під час торакоскопії в 2006 році шляхом фіксації зломаних ребер перикостально до спеціально виготовлених спиць.

Торакоскопія дає можливість ліквідувати внутрішньоплевральні ускладнення у постраждалих з множинними переломами ребер та під візуальним контролем виконати стабілізацію зломаних ребер. Перевагами такого підходу є можливість одномоментного відновлення пошкодженого кісткового каркасу і внутрішніх органів грудної клітки, а також мінімізації травматизації міжреберних м'язів, які забезпечують біомеханіку зовнішнього дихання.

Ще одним з нових напрямків є використання NPWT. Цей метод став особливо актуальним з часу повномасштабного вторгнення росії, коли значно зросла кількість постраждалих з нестабільністю грудинно-реберного каркасу у котрих наявні великі рани, часто з дефектами м'яких тканин і кісткового каркасу. Цей метод також можна віднести до тимчасового методу фіксації. Суть його полягає у створенні в рані постійного негативного тиску, що забезпечується VAC-апаратом і попереджає парадоксальне дихання.

Наші закордонні колеги активно розвивають 3D моделювання та принт індивідуальних фіксуючих конструкцій на ребра і грудину. Методика передбачає створення 3D моделі кісткового каркасу під час виконання СКТ ОГК і друк індивідуальних пластик, відповідно до місця перелому, розміру дефекту ребра, кута викривлення ребра, тощо. На жаль ці методи поки не доступні в Україні в силу відсутності відповідного обладнання.

Висновки

Хірургія нестабільності грудинно-реберного каркасу налічує вже майже 100 років досліджень. Першим запропонованим методом стабілізації був скелетний витяг. З часом методи ускладнювались і хірурги прийшли до накладання апаратів зовнішньої фіксації, інтрамедулярного та накісного остеосинтезу спеціально розробленими анатомічними пластинами. Все ширшого розповсюдження набувають торакоспокічні операції в силу своєї ефективності, малої травматичності і більшої доступності. Проте наука не стоїть на місці і ми бачимо повідомлення з різних регіонів світу про вдале використання конструкцій виготовлений за допомогою 3D принтерів. Безумовно на цьому дослідження не зупиняється і з часом будуть запропоновані нові методики.

Література

1. Gross C. P., Anderson G. F., Powe N. R. (1999). The relation between funding by the National Institutes of Health and the burden of diseases. N. Engl J Med 340.13-17.

2. Панасенко С.І. (2014). Актуальні проблеми сучасної медицини. Том 18, випуск 1. 113-116.

3. Вагнер Е. А. (1981). Хирургия повреждений груди.

4. Davignon K., Kwo J., Bigatello L.M. (2004). Pathophysiology and management of the flail chest. Minerva Anestesiol. 70(4). 193-199.

5. Athanassiadi K., Gerazounis M., Theakos N. (2004). Management of 150 flail chest injuries: analysis of risk factors affecting outcome. Eur. Cardiothorac Surg. 26(2):373-376.

6. Самохвалов М.И. и др. Анестезиологическая и реаниматологическая помощь пострадавшим с политравмой: современные проблемы и пути их решения. 2013. С. 144.

7. Розанов В.Е., Брюсов П.Г., Лятошинский А.В., Бондаренко Л.П. Особенности хирургического лечения пострадавших с сочетанной травмой груди. В кн.: Актуальные вопросы торакальной хирургии: тезисы докладов республиканской конференции и пленума проблемной комиссии «Торакальная хирургия» научного совета по хирургии РАМН и МЗ РФ. Пермь 1998; 20-22.

8. Ahmed Z., Mohyuddin Z. Management of flail chest injury: internal fixation versus endotracheal intubation and ventilation. J. Thorac. Cardiovasc Surg. 1995; 110: 6: 1676-1680.

9. Engel C., Krieg J.C., Madey S.M. et al. Operative chest wall fixation with osteosintesis plates. J Trauma 2005; 58: 1: 181-186.

10. Jones T., Richardson E. (1926). Traction on the sternum in the treatment of multiple fractured ribs. Surg. gynec. obstet. 42:283.

11. Jones T., Richardson E.. Traction on the sternum in the treatment of multiple fractured ribs. Surg. Gynec. Obstet. 1926; 42: 283.

12. Jaslow I. Skeletal traction in the treatment of multiple fractures of the thoracic cage. Am. J. Surg. 1946; 72 (5): 753-755.

13. Schrire T. Control of the crushed chest: the use of the «Cape Town Limpet». Dis. Chest. 1963; 44: 141-145.

14. Кузьмичев А.П., Соколов В.А. Оперативное восстановление реберного каркаса при закрытой травме грудной клетки // Хирургия. 1983. № 4. С. 26-30.

15. Dor V., Paoli J., Noirclerc M., Malmejac C., Chauvin G., Pons R. Losteo-synthese des volets thoraciques technique, resultants et indications a propos de 19 observations. Ann. Chir. 1967; 21: 983-996.

16. Beltrami V., Martinelli G., Giansante P., Gentile K. An original technique for surgical stabilization of traumatic flail chest. Thorax. 1978; 33: 528-529.

17. Шапот Ю.Б., Бесаев Г.М., Кашанский Ю.Б., Зайцев Е.Н. Техника остеосинтеза при переломах ребер, грудины и ключицы // Вестник хирургии им. И.И. Грекова. 1985. № 11. С. 83-87.

18. Fitzpatrick D.C., Denard P.J., Phelan D., Long W.B., Madey S.M., Bottlang M. Operative stabilization of flail chest injuries: review of literature and fixation options. Eur. J. Trauma Emerg. Surg. 2010; 36: 427-433.

19. Sillar W. The crushed chest. JBJS. 1961; 43B (4): 738-745.

20. Labitzke R. Biomechanic examination of rib plates. Langenbecks Arch. Chir. 1981; 354 (3): 169-171.

21. Marasco S.F., Sutalo I.D., Bui A.V. Mode of failure of rib fixation with absorbable plates: a clinical and numerical modeling study. J. Trauma. 2010; 68 (5): 1225-1233.

References

1. Gross C. P., Anderson G. F., Powe N. R. (1999). The relation between funding by the National Institutes of Health and the burden of diseases. N. Engl J Med 340.13-17.

2. Panasenko S.I. (2014). Actual problems of modern medicine. Volume 18, Issue 1. 113-116.

3. Wagner E. A. (1981). Surgery of chest damage.

4. Davignon K., Kwo J., Bigatello L.M. (2004). Pathophysiology and management of the flail chest. Minerva Anestesiol. 70(4). 193-199.

5. Athanassiadi K., Gerazounis M., Theakos N. (2004). Management of 150 flail chest injuries: analysis of risk factors affecting outcome. Eur. Cardiothorac Surg. 26(2):373-376.

6. Samokhvalov M.I. etc. Anesthesiological and intensive care assistance to victims of polytrauma: modern problems and ways to solve them. 2013. P. 144.

7. Rozanov V.E., Bryusov P.G., Lyatoshinsky A.V., Bondarenko L.P. Peculiarities of surgical treatment of victims with combined chest trauma. In the book: Current issues of thoracic surgery: theses of the reports of the republican conference and the plenum of the problem commission "Thoracic Surgery" of the Scientific Council on Surgery of the Russian Academy of Sciences and the Ministry of Health of the Russian Federation. Perm 1998; 20-22.

8. Ahmed Z., Mohyuddin Z. Management of flail chest injury: internal fixation versus endotracheal intubation and ventilation. J. Thorac. Cardiovasc Surg. 1995; 110: 6: 1676-1680.

9. Engel C., Krieg J.C., Madey S.M. et al. Operative chest wall fixation with osteosintesis plates. J Trauma 2005; 58: 1: 181-186.

10. Jones T., Richardson E. (1926). Traction on the sternum in the treatment of multiple fractured ribs. Surg. gynec. obstet. 42:283.

11. Jones T., Richardson E.. Traction on the sternum in the treatment of multiple fractured ribs. Surg. Gynec. Obstet. 1926; 42: 283.

12. Jaslow I. Skeletal traction in the treatment of multiple fractures of the thoracic cage. Am. J. Surg. 1946; 72 (5): 753-755.

13. Schrire T. Control of the crushed chest: the use of the «Cape Town Limpet». Dis. Chest. 1963; 44: 141-145.

14. Kuzmychev A.P., Sokolov V.A. Operative restoration of the rib cage in closed chest trauma // Surgery. 1983. No. 4. P. 26-30.

15. Dor V., Paoli J., Noirclerc M., Malmejac C., Chauvin G., Pons R. Losteo-synthese des volets thoraciques technique, resultants et indications a propos de 19 observations. Ann. Chir. 1967; 21: 983-996.

16. Beltrami V., Martinelli G., Giansante P., Gentile K. An original technique for surgical stabilization of traumatic flail chest. Thorax. 1978; 33: 528-529.

17. Shapot Y.B., Besaev H.M., Kashanskyi Y.B., Zaitsev E.N. Technique of osteosynthesis for fractures of the ribs, sternum and clavicle // Herald of surgery named after 1.1. Grekova 1985. No. 11. P. 83-87.

18. Fitzpatrick D.C., Denard P.J., Phelan D., Long W.B., Madey S.M., Bottlang M. Operative stabilization of flail chest injuries: review of literature and fixation options. Eur. J. Trauma Emerg. Surg. 2010; 36: 427-433.

19. Sillar W. The crushed chest. JBJS. 1961; 43B (4): 738-745.

20. Labitzke R. Biomechanic examination of rib plates. Langenbecks Arch. Chir. 1981; 354 (3): 169-171.

21. Marasco S.F., Sutalo I.D., Bui A.V. Mode of failure of rib fixation with absorbable plates: a clinical and numerical modeling study. J. Trauma. 2010; 68 (5): 1225-1233.

Размещено на Allbest.ru