Введение к работе
В мировой практике общепринятым является положение о том, что лечение тугоухости у больных отосклерозом - хирургическое и заключается в выполнении стапедопластики (Н.А. Преображенский, O.K. Патякина, 1973; И.Б. Солдатов и др., 1974; А.И. Крюков, Е.В. Гаров, В.Н.. Зеленкова, 2013 и др.). Операции на стремени в настоящее время являются самым эффективным средством лечения тугоухости при отосклерозе, поэтому совершенствование их имеет важное социальное значение (М. Тос, 2004; Rex S. Haberman, 2004; Ю.М. Овчинников, В.И. Федосеев, 2008; В.В. Дискаленко, Л.М. Курмашова, 2008; и др.). Хирургическое восстановление слуха экономически выгодно, как для отдельного пациента, так и для общества (Е. Sawas, J. Maurer, 2009). В хирургическом лечении отосклероза достигнуты значительные успехи, а вопросы этиопатогенетической терапии находится в тупиковой ситуации (В.В. Вишняков, Э.В. Синьков, 2012; В.П. Ситников и др., 2014 и др.).
Процесс передачи звуковых колебаний от наружного уха к внутреннему через систему слуховых косточек является механическим. В отиатрии накоплен большой материал о функционировании органа слуха (Пальчун В.Т., Сакалинскас М.А., 1976; Е.В. Гаров и др., 2010; и др.), но данные в основном получены опытным путем. В последние годы начали проводиться исследования по биомеханике уха с применением методов математического моделирования. Математические модели в биомеханике представляют собой систему формул или уравнений, позволяющих описать свойства изучаемых объектов, явлений, клинических процессов в тех случаях, когда подобные процессы трудно или невозможно изучить в эксперименте или в клинике, а также, когда проведение подобных исследований может быть опасным для пациента, а их результат невозможно достоверно оценить (Ю.А. Владимиров и др., 1983; Г.И. Михасев и др. 2005). В последние десятилетия отиатрия обогащается результатами биомеханических исследований, но большинство работ посвящены изучению условий функционирования барабанной перепонки (Г.О. Мареев, 2013), цепи слуховых косточек в целом и их протезированию (Г.И. Михасев, М.А. Фирсов,
В.П. Ситников 2005). В доступной литературе представлено мало сведений о биомеханике стремени и стапедопластики (К.В. Huttenbrink, 2003).
В отечественных и зарубежных работах, посвященных диагностике и хирургическому лечению отосклероза, показано, что при удовлетворительном уровне диагностики пациенты только через 5-15 лет получают желаемую операцию (Е. Vartiainen, 1997; Н.Р. Niedermeyer et al, 2007). Техника операций на стремени при отосклерозе позволяет в большинстве случаев восстановить механизм звукопроведения, но получить хороший функциональный результат удается не всегда (И.Б. Солдатов и др., 1974; Л.А.Торопова и др., 2007; A.J. Bittermann et al., 2011 и др.). Около одной трети пациентов после стапедопластики не полностью удовлетворены функциональным результатом лечения и послеоперационным слухом (A.J. Bittermann et al, 2011; Н. Samimi-Ardestani et al, 2012). Для хирургии стремени предложено большое количество протезов (М. Тос, 2004; Е.В. Гаров и др., 2010; В.П. Ситников и др., 2014 и др.), но оптимальный протез стремени еще не определен (J.N. Fayad et al., 2009; A.M. Huber et al, 2012), также отсутствует биомеханическое обоснование оптимальной формы данных изделий и материала для их изготовления.
ЦЕЛЬ ИСЛЕДОВАНИЯ Усовершенствование диагностики и методики лечения больных отосклерозом на основании клинических, параклинических и биомеханических исследований
-
Создать математическую модель стремени в физиологических условиях и при его анкилозе, а также протезов стремени, и оценить напряженно-деформированное состояние стремени при отосклерозе.
-
На основании созданной математической модели определить собственные частоты стремени и его протезов, изготовленных из различных материалов.
-
Определить медико-демографические характеристики больных отосклерозом на основании оценки структуры ЛОР заболеваемости по обращаемости у жителей Пермского края.
-
Определить значимость симптомов при отосклерозе, создать диагностический алгоритм для данного заболевания.
-
Оценить динамику изменения слуха у пациентов после хирургического лечения отосклероза при различных формах заболевания в послеоперационном периоде до трех лет.
-
В сравнительных биомеханическом и клинических исследованиях оценить результаты стапедопластики с сохранением целостности и пересечением сухожилия стременной мышцы.
-
Разработать модифицированный протез стремени со смещенным к головке центром тяжести клиническими и параклиническими методами, а также посредством математического моделирования оценить результаты его применения в сравнении со стандартным тефлоновым протезом стремени.
8. Провести анализ неудовлетворительных результатов и осложнений
хирургического лечения отосклероза.
С позиций биомеханики построена математическая модель стремени в норме и при его фиксации. Рассчитано напряженно-деформированное состояние стремени в нормальных условиях функционирования и при его анкилозе.
В сравнительном исследовании изучена биомеханика стандартного стержневого протеза и протезов стремени для стапедопластики с изменением положения центра тяжести.
Дано биомеханическое обоснование сохранения сухожилия стременной мышцы при сталедопластике.
Впервые проведен расчет собственных частот протезов стремени, изготовленных из различных материалов.
На региональном уровне проведен анализ медико-демографических характеристик больных отосклерозом.
Проведена оценка структуры патологии уха и отосклероза в регионе, на основании которой, а также по результатам анализа симптомов отосклероза отработан диагностический алгоритм для выявления анкилоза стремени, позволяющий диагностировать отосклероз на ранних стадиях (свидетельство № 73200800070 от 9.06.2008 г. на интеллектуальный продукт).
В исследовании созданы математические модели стремени и его протеза; методом математического моделирования дано теоретическое обоснование функционирования стремени в физиологических условиях и при фиксации; представлено теоретическое обоснование оптимальный формы и материалов для протезов стремени, что создаст фундаментальные предпосылки к их модификации.
Предложен и клинически апробирован протез стремени для стапедопластики со смещенным центром тяжести, изготовленный из отечественного материала (патент РФ № 68288 от 27.11.2007 г.)
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ Проведенный анализ ближайших (в раннем послеоперационном периоде) и отдаленных (до трех лет) результатов оперативного лечения отосклероза на различных стадиях заболевания, после разных типов операции на стремени позволяет врачам-оториноларингологам и сурдологам прогнозировать процесс улучшения слуха у пациентов в послеоперационном периоде в зависимости от стадии патологического процесса.
Предложенный на основании биомеханического исследования и апробированный в клинических условиях модифицированный тефлоновый протез стремени для стапедопластики показал свою эффективность и лучшие результаты его применения по сравнению с традиционным протезом из того же материала.
Проведенный анализ неудовлетворительных результатов оперативного лечения отосклероза позволил отработать меры по их профилактике в послеоперационном периоде. Апробирован и показал свою эффективность способ лечения острых кохлеарных расстройств с использованием препарата отечественного производства кортексин.
-
Медико-демографические данные, полученные в процессе анализа ЛОР заболеваемости в Пермском крае, свидетельствуют о недостаточно эффективной диагностике и позднем выявлении отосклероза.
-
Как при анкилозе стремени, так и в результате етапедопластики по поводу отосклероза значительно изменяются (по сравнению с физиологическими) биомеханические условия функционирования как стремени, так и его протеза.
-
Результаты оперативного лечения тугоухости при отосклерозе зависят от формы заболевания, методики хирургического вмешательства и изменяются в течение трех лет после операции; при этом етапе допластика с сохранением сухожилия стременной мышцы позволяет получить большую прибавку слуха в течение первого года послеоперационного периода.
4. Предложенный модифицированный тефлоновый протез стремени со
смещенным к головке центром тяжести позволяет улучшить результаты
стапедопластики.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ Результаты исследования неоднократно были доложены на: научно-практической конференции ФМБА России «Применение в промышленном здравоохранении высоких хирургических технологий» (Пермь, 2006): Межрегиональной конференции «Актуальные вопросы патологии уха и верхних дыхательных путей» (Киров, 2008 г.); Межрегиональной конференции «Современная оториноларингология: наука и практика» (Челябинск, 2011); Краевой конференции врачей-оториноларингологов Пермского края (Пермь, 2008, 2009, 2011,2012, 2013, 2014 гг.); I, II, III Форумах оториноларингологов России (Санкт-Петербург, 2012, 2013, 2014 гг.); V региональной научно-практической конференции оториноларингологов Уральского федерального округа (Челябинск, 2012 г.); XII и XIII Российских конгрессах оториноларингологов «Наука и практика в оториноларингологии» (Москва, 2013, 2014 гг.); IX Всероссийской конференции «Биомеханика - 2014» (Пермь, 2014 г.); Ежегодной научно-практической конференции «Актуальные вопросы оториноларингологии»
(Екатеринбург, 2012, 2013, 2014 гг.); Научно-практической конференции Научно-исследовательского клинического института им. Л.И. Свержевского Департамента здравоохранения г. Москвы (Москва, 2015 г.).
Апробация диссертационной работы проведена на Ученом совете ФГБУЗ Санкт-Петербургского НИИ Уха, горла, носа и речи Минздрава России, протокол №12 от 11.12.2014 г.
Результаты работы внедрены в лечебный процесс ЛОР отделения МБУЗ Пермского края «Ордена «Знак Почета» Пермская краевая клиническая больница», лечебный процесс ЛОР отделения Пермского ФГБУЗ «Пермский клинический центр ФМБА России», а также в учебный процесс кафедры оториноларингологии ГБОУ ВПО «Пермский государственный медицинский университет им. ак. Е. А. Вагнера Минздрава России», в учебный процесс кафедры теоретической механики и биомеханики Пермского национального исследовательского политехнического университета.
ЛИЧНОЕ УЧАСТИЕ АВТОРА Автором диссертации обоснованы цель, задачи и методология исследования, сформулированы выводы и положения, выносимые на защиту, осуществлялось планирование, выбор и обоснование методик исследования, сбор, обработка, интерпретация данных, подготовка выводов и рекомендаций, статистическая обработка результатов клинического исследования с применением современных методов статистического анализа. Автором проведен весь объем клинических исследований и все хирургические вмешательства. Автором диссертации решены биомеханические задачи по перемещению длинной ножки наковальни и сохранению сухожилия стременной мышцы, определены остальные биомеханические задачи, проведен анализ решений поставленных биомеханических задач, дано клиническое обоснование конструирования модифицированного протеза стремени.
ПУБЛИКАЦИИ По теме диссертации опубликовано 41 научная работа, в том числе 17 статей в научных журналах и изданиях, которые включены в перечень российских рецензируемых изданий для опубликования основных научных результатов диссертаций. Соискателю выданы: один Патент РФ на изобретение № 2357744 от 20.11.2007 г.; один Патент РФ на полезную модель № 68288 от 27.11.2007 г.; одно Свидетельство на интеллектуальный продукт № 73200800070 от 9.06.2008 г., удостоверения на пять рационализаторских предложений.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ Диссертационная работа «Повышение эффективности хирургического лечения отосклероза на основе комплексной оценки клинико-биофизических особенностей заболевания и результатов математического моделирования» изложена на 279 страницах машинописного текста и состоит из введения, литературного обзора, 5 глав собственных исследований; заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, который включает 376 источников: 173 - отечественных авторов, 203 - зарубежных авторов, иллюстрирована 57 таблицами, 65 рисунками.