Введение к работе
Актуальность проблемы
Тенденция роста продолжительности жизни населения приводит к увеличению доли лиц пожилого и старческого возраста в популяции на 2-3 % ежегодно (Горо-дилов В.З., 2010). На 2003 г. эта доля составляла 16 % , а к 2015 г. составит 20 %, пропорционально растёт количество переломов проксимального отдела бедренной кости (Стахеев Д.В., ТихиловРМ., 2010;MinnsR.J. etal., 2007; ChengZ. etal., 2008; Toratanarat P., 2009). Среди лиц пожилого и старческого возраста частота внесу-ставных переломов проксимального отдела бедренной кости составляет 20-37,5 %: 74,3-90,0 % - в пожилом, 50,0-67,6 % - в старческом возрасте (Русанов А.Г., Ба-рабаш А.П., 2010). Средний возраст составляет 76-78 лет (Ломтатидзе Е.Ш., 2004; Русанов А.Г.,БарабашА.П, 2010). Состояние здоровья лиц пожилого и старческого возраста характеризуется инволютивными функциональными изменениями со стороны различных органов и систем, развитием одного и более хронических заболеваний (Endo Y., 2005; Kannus P., 2007). В результате инволютивных процессов, происходящих в стареющем организме, к 60 годам плотность минеральных веществ уменьшается на 25-30 %, развивается иусиливается остеопороз (Городниченко А.И., 2010; Поворознюк В.В. с соавт, 2010; Shin Н.К. et al, 2010). Для пациентов пожилого и старческого возраста основной причиной перелома является бытовой и уличный травматизм: падение с высоты собственного роста (Дурсунов A.M., 2004). В результате полученной травмы резким снижением двигательной активности истощаются резервные силы и компенсаторные возможности организма, обостряются хронические заболевания (Мурзабеков И.А., 2005; Endres H.G., 2006).
Консервативное лечение (гипсовый деротационный сапожок, кокситная гипсовая повязка) увеличивает количество гипостатических осложнений, а у выживших после травмы больных происходит консолидация перелома в неправильном положении, укорочение нижней конечности и нарушается ее функция (Горячев А.П. с соавт., 1999; Котельников Г.П. с соавт., 2000; Лазарев А.Ф. с соавт, 2002).
Функциональный метод лечения - скелетное вытяжение в традиционном варианте и с использованием демпферирования по Митюнину - Ключевскому, за счёт продолжительного вынужденного положения пациента увеличивает количество гипостатических осложнений 50 до 80 %, развитие которых опережает консолидацию, возникают стойкие контрактуры суставов (Гиршин С.Г., 2004; Останов К.Т. с соавт., 2004; ShorttN.L. et al, 2005).
При остеосинтезе гибкими штифтами встречаются: миграция стержней в дис-тальном и проксимальном направлениях с перфорацией головки и шейки бедра, раздражение суставной капсулы с контрактурой коленного сустава (Gangadharan S., 2010). Для выполнения остеосинтеза монолитными металлоконструкциями и DHS, DCS требуется большой разрез мягких тканей с послойным обнажением области большого вертела и проксимальной части диафиза, сопровождающийся значительной интраоперационной кровопотерей. СВ. Ардатов с соавт. (2010), Е. Tsiridis (2007) отмечают 37 % неудовлетворительных результатов, смертность до 1 года выявлена в 15 % случаев. Остеосинтез GN, PFN, PFNa на фоне нарушения
минеральной плотности костной ткани осложняется нестабильностью, с ротационным смещением головки бедренной кости или прорезывания кости штифтом (Сорокин Г.В., 2010). Ю.П. Солдатов, С.А. Ушаков (2010) в 28 % случаев выявили интраоперационные ошибки, которые повлекли за собой развитие осложнений, а осложнения наблюдали в 14 % случаев.
Чрескостный остеосинтез отличается минимальной травматичностью, малой продолжительностью операции, отсутствием кровопотери, отсутствием большой операционной раны (снижение риска инфицирования), стабильностью фиксации с возможностью динамической адаптации костных отломков (Илизаров Г. А., 1984; БейдикО.В., 2002; Барабаш А.П., 2006;Рафаэлян А.В.; 2006;Petsatodis G., 2010). В последние десятилетия предложены различные АВФ, отличающиеся конструкцией внешней рамы аппарата, количеством костных стержней и направлением их введения в проксимальный отдел бедренной кости (Швед СИ., 2002; Миронов СП., 2002; Шигарев В.М., 2004; Городниченко А.И., 2008).
Существует большое разнообразие методик исследования механических свойств АВФ, что затрудняет сравнение результатов, полученных различными исследователями.
Настоящее исследование направлено на изучение влияния отдельных элементов и в целом стержневого АВФ на стабильность костных отломков при лечении внесуставных переломов проксимального отдела бедренной кости у пациентов пожилого и старческого возраста с использованием математического анализа.
Цель исследования
На основе системного подхода разработать и внедрить оригинальный метод хирургического лечения пациентов пожилого и старческого возраста с внесу ставными переломами проксимального отдела бедренной кости стержневым аппаратом внешней фиксации.
Задачи исследования
-
Разработать математическую модель внесуставного перелома проксимального отдела бедренной кости, стабилизированного АВФ и изучить влияние отдельных элементов АВФ на стабильность костных отломков.
-
На основании полученных в эксперименте новых теоретических данных разработать и научно обосновать наиболее рациональный вариант остеосинтеза оригинальным стержневым АВФ для лечения пациентов пожилого и старческого возраста с внесу ставными переломами проксимального отдела бедренной кости.
-
Разработать алгоритм оперативного лечения и послеоперационного ведения пациентов пожилого и старческого возраста с внесуставными переломами проксимального отдела бедренной кости, оценить клиническую эффективность применения разработанного стержневого АВФ.
Научная новизна
1. С помощью программного комплекса MSC Nastran, расчетная часть которого базируется на методе конечных элементов, создана математическая модель внесуставного перелома проксимального отдела бедренной кости с АВФ, выявлен
вклад отдельных элементов АВФ на стабильность костных отломков, дано научное обоснование рациональных вариантов введения костных стержней и формирование внешней рамы АВФ.
-
Разработан оригинальный АВФ и костный стержень с подвижной опорной площадкой, обеспечивающий репозицию и компрессию костных отломков во время операции у пациентов пожилого и старческого возраста при внесуставных переломах проксимального отдела бедренной кости.
-
Обоснована возможность использования стержневых аппаратов с минимально необходимым количеством костных стержней и элементов внешней рамы без потери качества стабильности костных отломков при внесуставных переломах проксимального отдела бедренной кости у пациентов пожилого и старческого возраста.
Практическая значимость
-
Разработан «Аппарат внешней фиксации для лечения переломов, ложных суставов, несросшихся переломов» (патент на изобретение РФ № 2375984), обеспечивающий оперативное лечение пациентов пожилого и старческого возраста с внесуставными переломами проксимального отдела бедренной кости с использованием секторов.
-
Разработан «Способ лечения нестабильных оскольчатых внесуставных переломов проксимального отдела бедренной кости» (патент на изобретение РФ № 23615535), где пространственное расположение трёх костных стержней, проведённых через вертельную область в головку бедренной кости, в виде двух силовых пирамид, соединенных вершинами в проекции шейки бедренной кости, позволяет создать необходимую стабильность костных отломков нестабильных оскольчатых внесуставных переломов проксимального отдела бедренной кости.
-
Разработан «Костный стержень с подвижной опорной площадкой» (патент на полезную модель РФ № 54761), обеспечивает интраоперационную репозицию и компрессию костных отломков при проведении последующих костных стержней.
-
Разработан алгоритм ведения пациентов в послеоперационном периоде с постепенным увеличением осевой нагрузки на оперированную конечность в зависимости от типа внесу ставного перелома проксимального отдела бедренной кости.
Реализация результатов исследования
Разработанные схемы конструирования стержневого АВФ внедрены в работу в работу травматологического отделения Городской клинической больницы № 3 г Иркутска, травматологического отделения МСЧ ИАПО г Иркутска, травматологического отделения ЦМСЧ 28 ФМБА г. Ангарска Иркутской области, травматологического отделения МАУЗ БСМП г. Ангарска Иркутской области. Полученные результаты исследования используются при обучении врачей постдипломной подготовки на кафедре травматологии, ортопедии и ВПХ с курсом нейрохирургии ИГМУ.
Апробация работы
1. Доклад на III Итоговой конференции молодых ученых ГБОУ ДПО «Иркутский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития РФ (Иркутск, 2011).
2. Доклад на научно-практической конференции «Актуальные вопросы травматологии, ортопедии и хирургии», посвященной 30-летию Института хирургии НЦРВХ СО РАМН, 65-летию Иркутского института травматологии и ортопедии НЦРВХ СО РАМН и 90-летию кафедры госпитальной хирургии ГБОУ ВПО ИГМУ Минздравсоцразвития РФ (Иркутск, 2011).
Стендовые доклады
-
Выставка «Сибздравоохранение» (Иркутск, 2005). Представленные разработки отмечены медалью Сибздравоохранение-2005.
-
Выставка «Сибздравоохранение» (Иркутск, 2006). Представленные разработки отмечены Дипломом I степени.
-
Выставка инновационных технологий в г Маньчжурия (КНР) (Маньчжурия, Китай, 2005).
-
Выставка инновационных технологий в г Шеньян (КНР) (Шеньян, Китай, 2006).
-
Выставка «Сибздравоохранение» (Иркутск, 2007). Представленные разработки отмечены дипломом I степени Сибздравоохранение-2007 .
-
Выставка инновационных технологий в г Шеньян (КНР) (Шеньян, Китай, 2007).
-
Выставка с международным участием «Обеспечение безопасности жизни» (Иркутск, 2007). Представленные разработки отмечены медалью выставки.
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 14 научных работ, в том числе 5 публикаций в журналах, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ, методические рекомендации - 1, монография - 1. Получен патент РФ на изобретение № 2375984 «Аппарат внешней фиксации для лечения переломов, ложных суставов, несросшихся переломов костей» (2007), патент РФ на изобретение № 23615535 «Способ лечения нестабильных оскольчатых внесуставных переломов проксимального отдела бедренной кости» (2007), патент РФ на полезную модель РФ № 54761 «Костный стержень с подвижной опорной площадкой» (2005).
Положения, выносимые на защиту
-
Разработанная математическая модель для определения стабильности костных отломков внесуставных переломов проксимального отдела бедренной кости (31А по классификации AO/ASIF) с помощью программного комплекса MSC. Nastran позволила установить, что при нагрузке 500 Н суммарное смещение костных отломков по осям X, Y, Z в предлагаемых АВФ с трёхстержневой проксимальной подсистемой на 40 % зависит от костных стержней, на 30 % - от секторов, на 30 % -от соединительных резьбовых стержней, что значительно повышает эффективность по отношению к АВФ с двухстержневой проксимальной подсистемой.
-
Использование стержневых АВФ для лечения внесуставных переломов проксимального отдела бедренной кости (31А по классификации АО /ASIF), сконструированных на основе предложенной рациональной схемы введения стержней, формирования внешней рамы АВФ и разработанного алгоритма ведения пациентов пожилого и старческого возраста в послеоперационном периоде, имеет высокую клиническую и функциональную эффективность.
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 175 страницах машинописного текста и состоит из оглавления, списка сокращений, введения, обзора литературы, 5 глав с изложением результатов собственных исследований, выводов, практических рекомендаций, заключения, списка литературы. Текст иллюстрирован 34 рисунками и 35 таблицами. Список литературы включает 218 источников, из них 81 - зарубежный.
