способ вправления застарелых вывихов плечевой кости
Классы МПК: | A61B17/56 хирургические инструменты или способы лечения опорно-двигательного аппарата; устройства, специально предназначенные для этого |
Автор(ы): | Соломин Л.Н., Корнилов Н.В., Войтович А.В., Щепкина Е.А., Гаврилов С.В., Назаров В.А., Комогорцев В.Ю. |
Патентообладатель(и): | Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-06-01 публикация патента:
20.06.2003 |
Изобретение относится к медицине, а именно к траматологии и ортопедии, для вправления застарелых вывихов плечевой кости с использованием аппаратов внешней фиксации. Для выведения головки плечевой кости наружи используется стержень-шуруп, который вводят в верхнюю треть наружной поверхности плечевой кости под углом
=30
5o к горизонтальной плоскости, тягу за него производят под углом
=-25
5o от горизонтальной оси, что минимизирует опасность вырывания стержня-шурупа из кости, позволяет уменьшить травматичность вмешательства, опасность повреждения магистральных сосудов, нервов и опасность возникновения инфекционных осложнений. 9 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9




Формула изобретения
Способ вправления застарелых вывихов плечевой кости аппаратом внеочаговой фиксации, в котором для выведения кнаружи головки плечевой кости используют стержень-шуруп, вводимый в верхнюю треть наружной поверхности плечевой кости, отличающийся тем, что стержень-шуруп вводят в кость под углом



Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии, и может быть использовано для вправления застарелых вывихов плечевой кости. Для постепенного закрытого вправления застарелых вывихов плечевой кости используют аппараты внеочаговой фиксации. Вправление вывиха осуществляется в три этапа: дистракция, выведение головки плечевой кости латерально, компрессия с окончательным вправлением. Все способы вправления с помощью аппаратов внеочаговой фиксации отличаются приспособлениями для осуществления второго этапа репозиции, тогда как дистракция и компрессия во всех случаях осуществляется аналогично. Известен способ вправления вывихов плечевой кости при помощи аппарата Илизарова, в котором для выведения головки плечевой кости кнаружи используется спица со штыкообразным изгибом, проводимая с внутренней стороны плеча, из подмышечной области [1, 2]. Указанный способ имеет ряд недостатков. Так, область введения спицы по данному способу имеет сложную топографию сосудисто-нервных образований, которая меняется при вывихе, что увеличивает вероятность повреждения магистральных сосудов и нервов при проведении спицы. Вследствие того, что внутренний конец спицы остается без натяжения, увеличивается опасность воспаления мягких тканей вокруг него. Наиболее близким к предлагаемому является способ вправления застарелых вывихов плеча аппаратом Алейникова, в котором для выведения головки плеча из-под нижнего края суставной впадины используется винт для остеосинтеза губчатой кости или стержень-шуруп, проводимый перпендикулярно оси конечности, за который осуществляется тяга в латеральном направлении [3]. Винт вводится с наружной стороны плеча, что исключает повреждение сосудов и нервов; минимально травмируются мягкие ткани, что значительно уменьшает риск гнойных осложнений. Тяга может быть четко дозирована и распределена во времени, что позволяет вправлять вывихи значительной давности. Основным недостатком этого метода является достаточно высокая вероятность вырывания винта из кости ввиду совпадения направления сил тяги с осью винта. Указанных недостатков (травматичности оперативного вмешательства, опасности вырывания винта из кости, повышенной вероятности возникновения воспалительных осложнений и прорезывания мягких тканей) лишен предлагаемый способ, разработанный с целью повышения эффективности устранения застарелых вывихов плечевой кости. Указанная цель достигается за счет того, что стержень-шуруп ввинчивается в кость под углом





1. сумма всех сил, действующих на стержень-шуруп, равна 0. 2. сумма всех моментов сил, действующих на стержень-шуруп, равна 0. Из 1-го условия следует (фиг. 2):
1. FBT = -Ncos



Из 2-го условия:
2. Rd/cos



Полученные соотношения (1) и (2) необходимы и достаточны для равновесия стержня-шурупа. Отсюда получены силы, действующие на кость со стороны стержня-шурупа (фиг. 3):
1. Сила FB, величина которой равна проекции силы тяги FT на ось стержня-шурупа, стремится вырвать его из кости. 2. Силы R и N, приложенные в точках O1 и О2 соответственно, стремятся повернуть кость вокруг некоторого центра О3, лежащего на отрезке O1O2, и прижимают стержень к стенкам кости, препятствуя его вырыванию силой FB. Кроме этих сил на кость действуют силы со стороны лопатки, мягких тканей, а также спиц чрескостного аппарата. Эти силы в модели в явном виде не отражены с целью упрощения. Достаточно учитывать только то, что они уравновешивают действие силы тяги FB на кость. На этой основе построена упрощенная модель комплекса "плечевой сустав-чрескостный аппарат". При этом дополнительно принято, что поперечные размеры кости достаточно малы по сравнению с размерами чрескостного аппарата, вследствие чего момент сил вращения относительно т. О3 (фиг. 3) много меньше момента сил, создаваемого силой тяги T относительно точки О закрепления кости спицами (фиг. 4). Закрепление спицами рассмотрено как шарнирное соединение с неподвижным основанием. Лопатка также принята неподвижной, так как она удерживается чрескостным аппаратом (фиг. 1). 1. Полезный момент сил (создающий вращение кости в нужном для исправления вывиха направлении): Мп=FT П

2. Полезная сила смещения (создающая полезный момент сил):
FПT = FTcos

3. Неполезная сила вырывания: FB = FTcos(


Ось OY на фиг. 4 располагается в таком положении, которое должна занимать кость при нормальных условиях (отсюда взят некоторый угол

1. Минимизация числа значимых для устанения вывиха параметров. 2. Выбор наиболее удобных для управления (в практическом плане при установке аппарата) параметров. В качестве базовой выбрана следующая совокупность параметров:
R - радиус кольца;
l= l1 - расстояние от точки закрепления кости спицами до точки ввинчивания стержня-щурупа;


FТ - сила тяги, приложенная к стержню-шурупу. Пользуясь расчетной схемой (фиг. 5) получены выражения для момента сил М, поворачивающего кость вокруг т. О, и вырывающей силы FB. Момент MП создается приложением к стержню силы тяги FT. При его расчете считаем закрепление кости спицами в точке О абсолютно жестким: в этом случае плечом действия силы FТ является отрезок 1П (фиг. 5)
FB = FTcos(



Задача оптимизации в первом приближении сводится к такому выбору параметров






1=4R. При помощи компьютерной программы MATLAB фирмы The MathWorks, Inc. произведены расчеты и построены трехмерные графики зависимости FB (график фиг.7) и МП (график фиг.8) от углов




- величину, обратную силе вырывания 1/FB;
- величину полезного момента сил МП;
- величину полезной силы тяги;
- практические ограничения на углы


Интегральный критерий оптимальности состоит в максимизации интегральной целевой функции Q. На графике фиг.9 показана зависимость значений интегральной целевой функции Q от углов






1. Шевцов В. И. , Швед С.И., Сысенко Ю.М. Лечение больных с переломами плечевой кости и их последствиями методом чрескостного остеосинтеза. - Курган, 1995. - С. 90-94. 2. Илизаров Г.А., Сысенко Ю.М., Швед С.И., Голиков В.Д. Чрескостный остеосинтез при лечении переломовывихов плеча // Ортопедия, травматология, протезирование. - 1982, 7 . - С. 46-48. 3. Алейников А.В. Лечение застарелых вывихов плеча. - Нижний Новгород, 1995. - С.74.
Класс A61B17/56 хирургические инструменты или способы лечения опорно-двигательного аппарата; устройства, специально предназначенные для этого