способ определения жесткости фиксации костных отломков при лечении больных в условиях чрескостного остеосинтеза

Формула изобретения

Способ исследования жесткости фиксации костных отломков в условиях чрескостного остеосинтеза, включающий использование измерительного элемента, связанного с регистрирующим устройством, позволяющим получить измеряемые характеристики в динамике, отличающийся тем, что исследуют состояние вегетативной регуляции организма, определяют взаимоотношение симпатической и парасимпатической нервной системы и при выявлении преобладания симпатической нервной системы в регуляции вегетативного гомеостаза в период фиксации костных отломков диагностируют наличие нестабильности их фиксации в чрескостном аппарате.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии-ортопедии, и может быть использовано для определения жесткости фиксации костных отломков в процессе лечения больных методом чрескостного остеосинтеза.

Известен способ определения жесткости фиксации костных отломков в процессе лечения методом чрескостного остеосинтеза, сущность которого состоит в определении взаимоотношения аппарат - конечность и связей между ними. При этом определяют поперечную жесткость отдельных спиц и жесткость фиксации костных фрагментов в продольном направлении всеми спицами; изменения прогибов спиц и деформации участка конечности, заключенных в аппарате; осевые усилия в стержнях аппарата и силы, передаваемые спицами на костные фрагменты. Конкретные значения взаимоотношений вышеуказанных параметров определяют при помощи математических расчетов. Данные результаты используют в методике контроля за статикой системы аппарат - конечность. Полученную графическую кривую деформирования рассматривают в качестве функции процесса костного сращения [1].

Наиболее близким к предлагаемому способу является инвазивный метод определения компрессионных усилий костных фрагментов при заживлении экспериментальных переломов, который предполагает наличие устройства в виде пружинящей планки, оснащенной тензометрами и установленной интрамедуллярно в зоне перелома с помощью 2-х параллельных стержней, проведенных через проксимальный и дистальный отломки костей, помещенных в защитную трубку из биологически инертного материала, что позволяет получить величины усилий сжатия на стыке костных фрагментов. Устройство представляет собой систему тензоизмерительных конструкций, из которых одна устанавливается интрамедуллярно в кости в зоне перелома, а другая, съемная, крепится на экстрамедуллярной пластинке-сопоставителе. Тензодатчики, используемые в конструкциях, преобразуют усилия сжатия в электрические сигналы, которые регистрируются приборами [2].

Однако известные способы обладают существенными недостатками, а именно:

1. Известный неинвазивный способ определения жесткости фиксации костных отломков в условиях чрескостного остеосинтеза требует сложных математических расчетов, дополнительных затрат времени, а также инженерных навыков практического врача.

2. Инвазивный способ определения жесткости фиксации костных отломков сложен, так как требуется установка специальных датчиков интрамедуллярно в зоне перелома и на аппарате внешней фиксации, полученные данные недостаточно достоверны из-за того, что датчики установлены на внешних фиксирующих элементах, в частности спицах.

Исходя из существующего уровня технологий была поставлена задача: повысить эффективность определения жесткости фиксации костных отломков при лечении больных в условиях чрескостного остеосинтеза, упростить технологию ее определения, тем самым своевременно выявить нестабильность взаимоотношений системы аппарат-конечность.

Поставленную задачу решают, используя следующие приемы.

Определяют жесткость фиксации костных отломков при лечении больных в условиях чрескостного остеосинтеза путем использования измерительных элементов, связанных с регистрирующим устройством, позволяющим получать измеряемые характеристики расхода энергии организма на присутствие "хронического стресса" в динамике. Новым в решении задачи является то, что исследуют состояние вегетативной регуляции организма, определяют взаимоотношение симпатической (отвечающей за стрессовую систему регуляции) и парасимпатической (отвечающей за текущую регуляцию функций) нервной системы и при выявлении преобладания симпатической нервной системы в регуляции вегетативного гомеостаза в период фиксации костных отломков диагностируют наличие нестабильности их фиксации в чрескостном аппарате.

Поясняем существенные отличительные признаки предлагаемого способа.

Предлагаемое изобретение позволяет неинвазивным путем, используя автоматический анализ ритмокардиограмм, в различные сроки лечения больных с переломами длинных трубчатых костей с помощью аппаратов внешней фиксации контролировать состояние стабильности внешней конструкции по напряжению систем гомеостаза. Способ оценки регуляции вегетативного гомеостаза на основе регистрации кардиоинтервалов известен [3, 4]. Данный способ используют для диагностики заболеваний в различных органах и системах. В травматологии-ортопедии в качестве критерия определения стабильности фиксации костных отломков в чрескостном аппарате данный метод диагностики применяется впервые.

Метод математического анализа ритма сердца неспецифичен для нозологических форм патологии, но обладает определенной специфичностью при визуальной оценке различных состояний регуляторных систем организма, в частности вегетативной нервной системы. На основе математического анализа кардиоинтервалов в ИТО НЦРВХ ВСНЦ СО РАМН был создан автоматизированный комплекс по исследованию функциональных систем организма человека, состоящий из модуля усилителей AM, крейта предварительной обработки электрофизиологических сигналов "АГНИС-16", IBM-286 PC и специально созданной для этих целей математической программы [5].

По определению взаимоотношений симпатической и парасимпатической нервной системы в динамике при лечении больных с переломами длинных трубчатых костей методом чрескостного остеосинтеза выявляется наличие или отсутствие стрессовых реакций организма. А за регуляции функций организма при стрессе отвечает симпатическая нервная система. Следует отметить, что нестабильность жесткости фиксации в аппарате является своего рода стрессом для организма, поскольку она приводит к возникновению микроподвижности в зоне перелома и сопровождается дополнительной нервной афферентацией. В этой ситуации к регуляции вегетативного гомеостаза подключается симпатическая нервная система. По ее преобладанию в период фиксации костных отломков создается возможность прогнозировать исходы лечения, своевременно менять тактику лечения в чрескостном аппарате, проводя с ним необходимые манипуляции, направленные на стабилизацию взаимоотношений аппарат - конечность.

Проведенные патентные исследования по подклассам А 61 В 17/58, 5/11, 5/00, 5/02 и 19/00, а также анализ научно-медицинской информации, отражающий существующий уровень технологий определения жесткости фиксации костных отломков при чрескостном остеосинтезе, не выявили идентичных технологий. Таким образом, предлагаемый способ определения жесткости фиксации костных отломков в процессе лечения является новым.

Взаимосвязь и взаимодействие существенных приемов предлагаемого способа обеспечивают достижение нового медицинского результата в решении поставленной задачи, а именно: динамического контроля за жесткостью фиксации костных отломков при лечении больных в условиях чрескостного остеосинтеза, упростить технологию ее определения, тем самым своевременно выявить нестабильность взаимоотношений системы аппарат-конечность. Таким образом, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень.

Предлагаемый способ определения жесткости фиксации костных отломков в процессе лечения методом чрескостного остеосинтеза может быть широко применен в практическим здравоохранении, так как не требуется исключительных средств для его применения.

Сущность предлагаемого способа определения жесткости фиксации костных отломков при использовании чрескостного остеосинтеза заключается в следующем.

У больных с переломами длинных трубчатых костей, лечащихся методом чрескостного остеосинтеза, исследуют состояние вегетативного гомеостаза в различные периоды (до операции, в период дистракции, компрессии, фиксации, после демонтажа аппарата). Исследование состояния вегетативного гомеостаза наиболее значимо в период фиксации костных отломков. Для исследования больного помещают в экранированную камеру в положении лежа, накладывают электроды для ЭКГ (I, II или III отведение). После записи одного отведения ЭКГ в покое (150 комплексов) больной встает или садится. Процедуру записи повторяют. Активная ортостатическая проба существенно дополняет сведения о вегетативной регуляции сердечной деятельности [6]. Результаты исследования выдаются после компьютерной обработки полученных данных в виде цифровых и словесных характеристик. На основании полученных результатов определяют взаимоотношение между парасимпатической и симпатической нервной системами. При выявлении преобладания симпатической нервной системы в регуляции вегетативного гомеостаза диагностируют наличие нестабильности фиксации костных отломков в чрескостном аппарате. Общая длительность исследования составляет 7-8 минут.

По предлагаемому способу проведено исследование жесткости фиксации костных отломков у 10 больных с переломами длинных трубчатых костей, лечившихся методами чрескостного остеосинтеза. Из них у 5 человек в период фиксации были выявлены признаки нестабильности аппарата, средний срок сращения переломов составил 201,292,07 дней, у других 5 - чрескостный аппарат был стабилен, средний срок сращения переломов у них 150,625,03 дней. Результаты исследований представлены в виде графического изображения на фиг. 1 и 2.

Из фиг. 1 наглядно видно, что у данных больных в период фиксации не наблюдалось возрастание количества случаев регистрации преобладания в регуляции вегетативного гомеостаза симпатической нервной системы. Пик повышения влияния симпатической нервной системы у этих больных зарегистрирован лишь сразу после операции, поскольку операционная агрессия является стрессом для организма, при котором для поддержания постоянства внутренней среды подключается аварийная регуляция функций.

В основном в период фиксации костных отломков регуляция вегетативного гомеостаза осуществлялась за счет равновесного вклада обоих отделов нервной системы или преобладания парасимпатической нервной системы, что свидетельствовало об отсутствии дополнительного стресса в системе аппарат - конечность. Клиническая проба стабильности фиксации подтверждала отсутствие подвижности костных отломков.

Из фиг. 2 наглядно видно, что у больных с наличием признаков нестабильности фиксации костных отломков в чрескостном аппарате увеличение количества случаев регистрации симпатической нервной системы происходило не только сразу после операции, как и в предыдущей группе, но и на 1-ом месяце фиксации. У всех больных этой группы при выявлении признаков нестабильности фиксации проводили дополнительные манипуляции с аппаратом, направленные на стабилизацию взаимоотношений аппарат - конечность (проведение дополнительных спиц и стержней), после чего наблюдалась тенденция к нормализации процессов регуляции вегетативного гомеостаза, достигающаяся за счет равновесного вклада обоих отделов нервной системы.

Повышение влияния симпатической нервной системы до демонтажа аппарата внешней фиксации обусловлено проведением клинической пробы на сращение костных отломков, при которой чрескостный аппарат дестабилизируется, и в этих условиях он не выполняет роль внеочагового фиксатора и вся нагрузка при ходьбе приходится на конечность. После демонтажа аппарата внешней фиксации преобладание влияния симпатической нервной системы в регуляции вегетативного гомеостаза обусловлено новым стрессом для организма, связанным со снятием чрескостного аппарата и страхом больных перед предстоящей полной нагрузкой на конечность.

Сущность предлагаемого способа поясняется клиническим примером.

Больная Е. , 1958 года рождения госпитализирована в ИТО НЦРВХ ВСНЦ СО РАМН на оперативное лечение с диагнозом: нормопластический ложный сустав нижней трети правого плеча с варусной деформацией 35^o; контрактура правого локтевого сустава. Сопутствующий диагноз: хронический гастрит с пониженной секреторной функцией в стадии ремиссии.

До операции больной проведено исследование состояния вегетативного гомеостаза. На основании полученных результатов выявлено преобладание влияния симпатической нервной системы, что вполне оправдано, ибо наличие патологической подвижности вызывает напряжение организма, сопровождающееся повышением энерготрат, обеспечивающихся за счет стрессовой системы регуляции. Влияние сопутствующих заболеваний на этот процесс было исключено, так как обострения соматических заболеваний не наблюдалось. В протоколе исследования отражены как цифровые данные, так и качественные характеристики исследования, которые приводим в таблице 1 приложения к описанию.

6.03.1995 года выполнена операция: комбинированный чрескостный остеосинтез правого плеча. Послеоперационный период протекал без осложнений. Болевой синдром купировался на 2 сутки. Отек плеча уменьшился на 6 сутки. Через 2 недели после операции вновь произведено исследование состояния вегетативного гомеостаза, зарегистрировано выраженное преобладание ПСНС, что свидетельствовало об экономном энергообеспечении функций организма (см. таблицу 2 приложения к описанию)

Исправление 35^o деформации правого плеча проведено дискретно, за 30 суток. После окончания исправления деформации отмечено выраженное преобладание СНС в регуляции вегетативного гомеостаза, что было расценено как необходимость привлечения дополнительных энергоресурсов для обеспечения повышенного обмена и кровоснабжения в зоне деформации (см. таблицу 3 приложения к описанию).

Срок фиксации в аппарате составил 92 дня. В период фиксации: на 1-ом, 2-ом и 3-ем месяцах в регуляции вегетативного гомеостаза сохранялось выраженное преобладание СНС. Результаты исследований представлены в таблицах 4, 5, 6 приложения к описанию.

Факт "аварийной" регуляции в этот период не связан с влиянием сопутствующих хронических заболеваний, поскольку их обострения в течение этого времени не было. На 3-ем месяце фиксации в течение 2-х недель проводилась разработка движений в локтевом суставе при помощи шарнирных узлов, затем была проведена клиническая проба на правом плече, патологической подвижности не выявлено. Аппарат внешней фиксации (АВФ) был демонтирован. После демонтажа АФВ регуляция вегетативного гомеостаза осуществлялась за счет выраженного преобладания ПСНС (см. таблицу 7 приложения к описанию).

Больная была выписана на амбулаторное лечение. В амбулаторных условиях, после проведения курса массажа больная заметила постепенное увеличение деформации плеча при отсутствии болевого синдрома. В клинику ИТО НЦРВХ ВСНЦ СО РАМН обратилась только через 6 месяцев после обнаружения возникшей деформации. При обследовании больной установлен диагноз: гипертрофический ложный сустав нижней трети правого плеча с варусной деформацией 43^o. Контрактура правого локтевого сустава.

В предоперационном периоде вновь произведено исследование состояния вегетативного гомеостаза и выявлено выраженное преобладание ПСНС, что свидетельствовало о приспособлении организма к имеющейся патологии, когда энергообеспечение функций организма осуществлялось за счет текущей, экономной регуляции, обеспечивающейся влиянием ПСНС (см. таблицу 8 приложения к описанию).

13.01.96 года больная была вновь прооперирована, выполнена операция: комбинированный чрескостный остеосинтез правой плечевой кости с одномоментным устранением деформации. Ось плеча исправлена. Через 12 дней после операции в регуляции вегетативного гомеостаза зарегистрировано выраженное преобладание СНС как реакция на операционный стресс (см. таблицу 9 приложения к описанию). Дальнейший послеоперационный период протекал без осложнений. Отек плеча уменьшился через 1 месяц. Срок фиксации в аппарате составил 3 месяца. При исследовании состояния вегетативного гомеостаза в период фиксации выявлено, что на 1 месяце было отмечено выраженное преобладание ПСНС, на 2-м-равновесный вклад ПСНС и СНС, после демонтажа АФВ - умеренное преобладание ПСНС (см. таблицы 10, 11, 12 приложения к описанию).

Ложный сустав плеча сросся. Объем движений в локтевом суставе восстановлен.

Из приведенного примера можно сделать вывод, что на первом этапе лечения больной не достигнуто сращения в области ложного сустава плеча ввиду нестабильности аппарата внешней фиксации, о чем свидетельствовало преобладание влияния симпатической нервной системы в регуляции вегетативного гомеостаза в период фиксации. Факторы влияния на "аварийную" регуляцию сопутствующих хронических заболеваний были исключены. На 2-ом этапе лечения, когда в регуляции вегетативного гомеостаза преобладало влияние парасимпатической нервной системы или регистрировался равноценный вклад обоих отделов нервной системы, аппарат внешней фиксации был стабилен, что и привело к положительному результату лечения - перелом плеча сросся.

Таким образом, предлагаемый "Способ определения жесткости фиксации костных отломков при лечении больных в условиях чрескостного остеосинтеза" позволяет в сравнении с известными технологиями повысить эффективность определения жесткости фиксации костных отломков в условиях чрескостного остеосинтеза, упростить технологию ее определения, тем самым своевременно выявить нестабильность взаимоотношений системы аппарат-конечность.

Источники информации

1. Шевцов В.И., Немков В.А., Скляр Л.В. Аппарат Илизарова. Биомеханика. - Курган, 1995. - С. 100-132.

2. А. С. СССР N 235912, А 61 В 19/00. Устройство для определения компрессионных усилий костных фрагментов при заживлении экспериментальных переломов /И.М.Безухов с соавторами. Опубл. 24.01.69. Бюлл. N 6.

3. Жемайтите Д. и др. Анализ сердечного ритма, Вильнюс, 1982.

4. А. С. СССР N 1718801, А 61 В 5/02. Способ исследования вегетативной регуляции сердца и дифференциальной диагностики заболеваний на его основе /Миронов В.А., Миронова Т.Ф. Опубл. 10.11.96. Бюлл. N 31.

5. А.С. СССР N 1391624, А 61 В 10/00. Способ определения функционального состояния человека. Бутуханов В. В., Арсентьева Н.И., Соболев С.Г. Опубл. 30.04.1988. Бюлл. N 16.

6. Брожайтене Ю.И., Пауликас В.В., Жемайтите Д.И. Особенности регуляции сердечного ритма и гемодинамики во время активного ортостаза и дозированной физической нагрузки у больных с недостаточностью коронарного и мозгового кровообращения //Физиология человека - 1994., с. 74-82.