Главная » 2014»Октябрь»1 » Биомеханическое обоснование оперативного лечения посттравматических деформаций коленного сустава у детей (экспериментально-клиническое
05:11
Биомеханическое обоснование оперативного лечения посттравматических деформаций коленного сустава у детей (экспериментально-клиническое
Биомеханическое обоснование оперативного лечения посттравматических деформаций коленного сустава у детей (экспериментально-клиническое исследование)
Диссертация
Автор: Супрунов, Константин Николаевич
Название: Биомеханическое обоснование оперативного лечения посттравматических деформаций коленного сустава у детей (экспериментально-клиническое исследование)
Справка: Супрунов, Константин Николаевич. Биомеханическое обоснование оперативного лечения посттравматических деформаций коленного сустава у детей (экспериментально-клиническое исследование) : диссертация кандидата медицинских наук : 14.00.22 / Супрунов Константин Николаевич; [Место защиты: ФГУ "Центральный научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии"] - Москва, 2006 - Количество страниц: 156 с. 43 ил. Москва, 2006 199 c. :
Объем: 199 стр.
Информация: Москва, 2006
Содержание:
Глава
I Аналитический обзор литературы
11 Анатомо-физиологические особенности коленного сустава у детей при деформациях Классификация деформаций коленного сустава
12 Биомеханические аспекты деформаций коленного сустава
13 Основные этапы изучения посттравматических деформаций коленного сустава у детей
14 Лечение посттравматических околосуставных деформаций коленного сустава у детей Резюме
Глава
II Изучение удельных нагрузок в области суставных поверхностей коленного сустава (экспериментальное исследование)
II 1 Изучение удельных нагрузок в области мыщелков бедренной кости
II 11 В условиях фронтальной деформации коленного сустава
II 12 В условиях сагиттальной деформации коленного сустава
II2 Изучение удельных нагрузок в области мыщелков болыпеберцовой кости П21 В условиях фронтальной деформации коленного сустава И22 В условиях сагиттальной деформации коленного сустава Резюме
Глава
III Анализ клинических наблюдений Методы исследования
III 1 Общая характеристика клинических наблюдений
III 11 Характеристика больных с деформацией дистального отдела бедренной кости
III 111 Вальгусная деформация
III 112 Варусная деформация Ш113 Антекурвационная деформация
III 114 Рекурвационная деформация
III 12 Характеристика больных с деформацией проксимального отдела большеберцовой кости
III 121 Вальгусная деформация
III 122 Варусная деформация
III 123 Антекурвационная деформация
III 124 Рекурвационная деформация Резюме Ш2 Методы исследования Ш21 Клинический метод Ш22 Рентгенологический метод
III23 Компьютерно-томографический Ш24 Биомеханический Ш25 Экспериментальный Резюме ПО
Глава
IV Лечение посттравматических околосуставных деформаций коленного сустава у детей
IV 1 Оперативное лечение посттравматических деформаций коленного сустава у детей
IV 11 Корригирующая остеотомия
IV 12 Корригирующе-удлиняющая остеотомия
IV 13 Удлиняющая остеотомия
IV 14 Корригирующая остеотомия с резекцией зоны роста IV 15 Двойная остеотомия
IV 16 Резекция зоны роста Резюме
IV2 Послеоперационное ведение больных Реабилитационная терапия
IV3 Ошибки и осложнения в лечении посттравматических деформаций коленного сустава
Глава
V Результаты лечения посттравматических околосуставных деформаций коленного сустава у детей
VI Схема комплексной оценки результатов лечения посттравматических деформаций коленного сустава у детей V2 Результаты и исходы лечения посттравматической деформации коленного сустава
V2I Результаты лечения детей с посттравматической деформацией дистального отдела бедренной кости
V22 Результаты лечения детей с посттравматической деформацией проксимального отдела болынеберцовой кости Резюме
Введение:
Актуальность темы.На деформации коленного сустава приходится 22 % всех деформаций скелета, и 35 % деформаций нижних конечностей (Шевцов В.И. с соавт.,1996). Посттравматические деформации коленного сустава составляют, по данным разных авторов, от 3 до 15 % от общего числа деформаций коленного сустава (Курбанов Ю.К. с соавт.,1991; Меркулов В.Н., Домингуш М.,1996; Меркулов В.Н.,1997; Гаркавенко Ю.Е. с соавт.,2004; Reichelt А., 1973; Ziller R.,1977). Чаще встречаются искривления коленного сустава во фронтальной плоскости и составляют 7 - 15,3 % (КуценокЯ.Б. с соавт.,1967; Татаренко СВ., 1971; Чернов А.П.,1980).Причинами посттравматических деформаций коленного сустава у детей являются повреждения зон роста в дистальном эпифизе бедренной кости и проксимальном эпифизе большеберцовой кости (по данным Morscher Е. 1997 составляют соответственно 4,7 % и 0,9 - 1 % случаев), что приводит к преждевременному их закрытию до 27 % случаев (Меркулов В.Н. с соавт., 1995,1996; Домингуш М.,1997).Патологический перекос суставных поверхностей обуславливает перегрузку одного из мыщелков в зависимости от вида деформации.Повышается уровень напряжений в костно-хрящевых и мягкотканых элементах сустава, увеличивается контактное давление (Белокрылов Н.М.,1998; Денисов А.С. с соавт.,2000). Это приводит к развитию преждевременных дистрофических изменений костно-хрящевых структур коленного сустава (Татаренко СВ., 1971; Трофимов Н.П.,1982; Гаврюшенко Н.С.,2000; Котельников ГЛ.,2001; Radin Е.,1978; Freeman M.A.R.,1980; Vainiopaa S.,1981; Debrunner A.M., 1985; Maquet P.G., 1984). В возникновении деформирующего артроза, механические причины преобладают над метаболическими (Brock-lehurst R., 1984). Возникает необходимость в коррекции оси нижней конечности и совмещении центра коленного сустава с биомеханической осью нижней конечности (Coventry М.,1965; Enqel М.,1981; Vainiopaa S.,1981).С целью устранения осевых деформаций коленного сустава было предложено множество оперативных методик лечения. Чаще всего они представляли различного типа корригирующие надмыщелковые остеотомии бедренной кости и подмыщелковые остеотомии костей голени (Шаргородский B.C., 1974; Чернов А.П.,1980; Сименач Б.И. с соавт.,1982; Белокрылов Н.М.,2003; Wagner Н.,1977; Freeman M.A.R.,1980; Federici A. at al.,1982;LaerL.,1984).Мнение хирургов и ортопедов-травматологов о сроках, показаниях и этапности оперативного лечения детей с посттравматическими деформациями коленного сустава различное.При наличии тяжёлых деформаций дисталыюго отдела бедренной кости в сочетании с укорочением конечности более 3 см, по мнению ряда авторов, перспективным считается проведение двух остеотомии: корригирующей на уровне деформации в околосуставной области и удлиняющей - в средней трети сегмента с применением спице стержневого аппарата Г.А.Илизарова. Это обеспечивает возможность ранней реабилитации, позволяет сократить сроки лечения и предупредить возможность развития послеоперационной контрактуры коленного сустава (Введенский СП., Точилина Н.Б., 1989,2000; Новосел Н.И.,1994; Меркулов В.Н. с соавт.,1995; Скворцов А.П.,2000; Дорохин А.И. в соавт.,2002).В последнее время некоторые авторы считают целесообразным сочетать корригирующие остеотомии с резекцией функционирующей части поврежденной зоны роста, что предупреждает в последующем возникновение повторных деформаций и уменьшает количество повторных операций (Меркулов В.Н. с соавт.,1995; Меркулов В.Н., Домингуш М.,1996; Домингуш М.,1997; Дорохин А.И. с соавт.,2002;).В доступной литературе имеются немногочисленные сообщения, посвященные изучению удельных нагрузок суставных поверхностей коленного сустава в норме и при различных патологических состояниях (Белокрылов Н.М.,1998; Денисов А.С. с соавт.,2000; Morrison J.B.,1968; Kettelkamp D.B. at al.,1972; Swanson S.A.W.,1979; Dowson D. at al., 1981; Harrington I.J., 1983). При этом имеется много противоречивых сведений: о фактической площади контакта мыщелков, о контактном напряжении на суставной поверхности. У детей распределение контактного, изменение удельного давления в коленном суставе в условиях деформации коленного сустава в зависимости от её вида, степени выраженности и возраста пациента практически не изучено.Таким образом, в проблеме посттравматических деформаций коленного сустава у детей имеется ряд нерешенных вопросов, которые планируется изучить в настоящей работе.Цель исследования: Экспериментальное обоснование и оптимизация оперативного лечения с целью улучшение его результатов и исходов у детей с посттравматическими деформациями коленного сустава.Задачи исследования: 1. Изучить в эксперименте удельные нагрузки в коленном суставе в условиях искусственно созданной фронтальной и сагиттальной его деформации в зависимости от степени её выраженности, локализации и возраста пациента.2. Определить показания к применению околосуставных корригирующих остеотомии на основе биомеханических аспектов в зависимости от вида, степени деформации коленного сустава у детей с посттравматическими деформациями коленного сустава.3. Установить целесообразность сочетания корригирующих остеотомии с резекцией функционирующей зоны роста в комплексном лечении посттравматических деформаций коленного сустава.4. Определить эффективность и рациональность использования двойных остеотомии при деформации дистального конца бедренной кости в сочетании с укорочением конечности, особенно с имеющимся нарушением функции сустава на основе билокального остеосинтеза по Г.А.Илизарову.5. Определить особенности реабилитационных мер по профилактике контрактуры, восстановлению функции сустава в комплексном лечении посттравматических деформаций коленного сустава до остеосинтеза, во время и после него.6. Изучить результаты и исходы лечения больных на основе анализа комплекса клинико-рентгенологических методов, проанализировать ошибки и осложнения в результате лечения.Материалы и методы исследования Работа выполнена в клинике детской травматологии (руководитель -доктор мед. наук, профессор В.Н.Меркулов) ГУН ЦИТО им. П.Н.Приорова (директор — академик РАН и РАМН, профессор П.Миронов) и в ортопедо-травматологическом отделении Областной детской клинической больницы г. Рязани (зав. отделением А.И.Шмелёв, главный врач -В.А.Давыдкина).В эксперименте с помощью универсальной испытательной машины «Zwick-1464» на моделях искусственно созданных деформаций коленного сустава в лаборатории испытаний изделий и материалов ортопедо-травматогического назначения ЦИТО им Н.Н.Приорова (руководитель - доктор тех. наук Гаврюшенко Н.С.) изучены удельные V 8 нагрузки в области контакта мыщелков бедренной и большеберцовой кости в зависимости от вида, степени деформации сустава и возрастного показателя.В качестве экспериментального материала использовали анатомические препараты бедренных и большеберцовых костей, изъятые у трупов детей в возрасте 8, 11-13 лет, смерть которых не была связана с повреждением костей коленного сустава. Анатомические препараты для исследования изготавливали по специальной методике (удостоверение на рационализаторское предложение №1195/06, РГМУ). В экспериментальной машине «Zwick-1464» анатомические препараты подвергались осевому нагружению от 330 до 500 Н со скоростью сжатия 5 мм/мин по биомеханической оси конечности. В результате эксперимента появлялись оттиски контакта мыщелков различной интенсивности. По увеличению интенсивности окрашивания оттисков мыщелков изучено распределение контактного давления на суставной поверхности коленного сустава.Определялись показатели удельного давления в коленном суставе.Определены зоны упругой и пластической фронтальной и сагиттальной деформации коленного сустава. Для упругой деформации введен термин «безопасная» деформация. Для пластической - «повреждающая».Проводили четыре возрастные серии по 17 экспериментов; сначала с моделью деформации коленного сустава за счет бедренной (68 экспериментов), затем - большеберцовой кости (68 экспериментов). Всего проведено 136 экспериментов.За период с 1985 по 2004 гг. оперировано 97 больных в возрасте от 2 до 16 лет с посттравматическими деформациями коленного сустава. Было выполнено 144 корригирующих и удлиняющих оперативных вмешательств.При выполнении работы с целью предоперационного и послеоперационного обследования больных применены следующие методы исследования: клинический, рентгенологический, компьютерно-томографический, биомеханический.Научная новизна исследования Усовершенствован способ изготовления анатомических препаратов бедренных и большеберцовых костей (удостоверение на рационализаторское предложение №1195/06, РГМУ). На моделях искусственно созданных деформаций коленного сустава, которые подвергались осевому нагружению, с помощью испытательной машины «Zwick-1464» впервые определены в зависимости от вида, степени, локализации деформации и возрастного показателя площади контакта суставных поверхностей, изучены изменение контактного напряжения на суставной поверхности и удельного давления в коленном суставе. Впервые выявлено, что площадь контакта мыщелков бедренной и большеберцовой костей у детей колеблется от 0,49 до 3,58 см , при выпрямленном коленном суставе площадь контакта наружного мыщелка меньше, чем внутреннего.Показано, что деформации коленного сустава вызывают повышение контактного давления в области мыщелков бедренной и большеберцовой костей; удельного давления в коленном суставе, что приводит к возникновению упругой («безопасной») и пластической («повреждающей») деформации суставного хряща. В пределах упругих деформаций контактное давление не превышает 4 МПа. С увеличением степени деформации контактное давление, увеличиваясь, достигает 5-10 МПа, и упругие деформации переходят в пластические деформации. Доказано, что пластические деформации приводят к критической перегрузке в коленном суставе, более выраженным нарушениям целостности суставного хряща и в последствии к развитию деформирующего артроза. Выявлено, что удельное давление в коленном суставе варьирует от 1.5 до 2 МПа.Повреждающие деформации являются показанием к коррекции биомеханической оси нижней конечности путём совмещения её с центром коленного сустава с целью равномерного распределения давления массы тела на суставные поверхности и нормализации удельного давления в коленном суставе.На клиническом материале доказана эффективность и рациональность использования двойных остеотомии при деформации дистального отдела бедренной кости в сочетании с укорочением конечности, особенно с имеющимся нарушением функции сустава на основе билокального остеосинтеза по Г.А.Илизарову.Подтверждена целесообразность сочетания корригирующих остеотомии с резекцией функционирующей зоны роста в комплексном лечении посттравматических деформаций коленного сустава.Практическая значимость Полученные экспериментальные данные могут быть основой для последующих исследований биомеханики коленного сустава у детей.Экспериментально обоснованы показания к корригирующим остеотомиям в зависимости от вида степени выраженности посттравматической деформации коленного сустава, что позволит на ранних сроках нормализовать удельное давление и избежать дегенеративных изменений в коленном суставе.Применение в клинике методики двойной остеотомии на основе билокального остеосинтеза по Г.А.Илизарову обеспечит возможность ранней реабилитации, позволит предупредить возможность развития послеоперационных контрактур коленного сустава и сократит сроки лечения пациентов с данной патологией.Сочетание корригирующих остеотомии с резекцией функционирующей зоны роста предотвратит в последующем возникновение рецидивов деформаций и уменьшит количество повторных оперативных вмешательств на протяжении периода роста ребёнка, что улучшит исходы лечения детей с посттравматическими деформациями коленного сустава.Предложен комплекс реабилитационных мер по профилактике контрактуры и восстановлению функции коленного сустава в лечении посттравматических деформаций коленного сустава до остеосинтеза, во время и после него.Внедрение результатов исследования в практическое здравоохранение улучшит результаты и исходы лечения детей с посттравматическими деформациями коленного сустава (с меньшим числом осложнений и материальных затрат).Апробация работы.Основные положения диссертации доложены и обсуждены: • на межобластных научно-практических конференциях - Рязань 2002, Курган 2004. • на научно-практических конференциях детских травматологов и ортопедов России - Воронеж 2004, Саратов 2005. • на XXVII ежегодной научно-практической конференции травматологов и ортопедов г. Москвы 2004.Публикации.По материалам диссертации опубликованы 22 научные работы, из них 4 журнальные статьи, 17 тезисов докладов, получено 1 рацпредложение.Объем и структура диссертации.Диссертация изложена на 199 страницах машинописного текста, иллюстрирована 109 рисунками и содержит 29 таблиц. Она состоит из введения, обзора литературы, главы материалов и методов исследования и 5
