Боковая напряженная полисегментарная докоррекция позвоночника при диспластическом сколиозе у детей тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.08 ВАК РФ

На правах рукописи

ПОЖАРСКИЙ Владимир Петрович

БОКОВАЯ НАПРЯЖЕННАЯ ПОЛИСЕГМЕНТАРНАЯ ДОКОРРЕКЦИЯ ПОЗВОНОЧНИКА ПРИ ДИСПЛАСТИЧЕСКОМ

СКОЛИОЗЕ У ДЕТЕЙ

01.02.08 - биомеханика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Ставрополь - 1997

Работа выполнена в Ставропольской государственной медици академии Министерства Здравоохранения Российской Федерации.

Научные консультанты:

доктор медицинских наук, профессор Беленький В.Е., доктор медицинских наук , профессор Бодулин В.В.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук Ефимов А.П.

доктор медицинских наук, профессор Митбрейт И.М.,

доктор медицинских наук, профессор Юнусов Ф.А.

Ведущее учреждение - Центральный научно-исследовате; инсппут протезирования и протезостроения.

Зашита диссертации состоится " ^ " _I1

I»___часов на заседании диссертационного совета Д-12!

в Центральном научно-исследовательском институте протезирова проюзостроения (127486. г. Москва, ул. И. Сусанина. 3).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Центра, научно-исследовательского института протезирования и протезострс

Ав 1 ореферат разослан" /'Г" ¿-¿f/t'/Z 1г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук.

ci. научный сотрудник Н.Г. Ники

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Лечение сколиоза - одна из трудно решаемых проблем теории и практики детской ортопедии. Трудами известных ученых /Е.А. Абольмасовой, Ф.Р. Богданова, В.Е. Беленького, А.И. Казьмина, И.А. Мовшовича, В.Я. Фищенко, П.Я. Фищенко, В.Д.: Чаклина, Я.Л. Цивьяна, J.B. Cobb, J.C. Risser, R. Roaf, J.L.P. James, J.H. Мое, L.V. Ponseti, A. Farkas, A. HofTa, P.R. Harrington и др./ заложены основы фундаментальных и прикладных знаний об DTOM заболевании.

В ортопедии непросто проследить причинно-следственные связи в развитии заболевания. Следствие может принимать конкретные формы самостоятельной болезни. Это положение относится прежде всего к сколиозу. Известно около 80 заболеваний, которые могут спровоцировать развитие сколиоза. При этом морфогенез деформаций позвоночника идентичен, несмотря на различную этиологию /И.А. Мовшович/. Следовательно, один из факторов развития сколиоза должен быть определяющим. Таким фактором является нарушение эпифизарного развития позвоночника, вызванное теми или иными причинами.

Стато-динамическое равновесие отдельно взятого детского позвонка неустойчивая система. Опираясь своей эпифизарной пластинкой на диск, позвонок находится как бы на растяжках связочного аппарата и мышц, глубокой паравертсбральной группы, т.н. ротаторов позвоночника, ба-. лансируя при этом на пульпозном ядре. Многие заболевания могут разрушить это динамическое равновесие. Формирование деформации на фоне нарушения симметрии эпифизарного развития позвонков определяется известным в биологии законом Гютера-Фолькмана. Наши исследования подтвердили мнение Л.И. Шулутко и А.И. Казьмина о том, что сколиоз всегда начинается локально. Стоит возникнуть асимметрии эпифизарного развитая на одном позвонке, как в процесс формирования деформации вовлекается целый отдел позвоночника, определяя локализацию сколиоза.

В патогенезе сколиоза ключевым является понятие о торсии позвонков. Существует много теорий, объясняющих момент скручивания позвоночника /А.И. Казьмин, И.А. Мовшович, Ф.Р. Богданов, В.И Евсеев и др./, но ни в одной из них не определена причина возникновения торсии. В своей работе мы доказываем, что в основе развития торсии лежит математический закон формирования межплоскостных угловых деформаций, обладающих скручивающим моментом. Применение этого положения позволяет понять механизм формирования и коррекции сколиотических деформаций.

Сколиозу свойственны две формы течения патологии - прогрессирующая и непрогрессирующая. Бурное развитие диспластического сколиоза, практически всегда, наблюдается в пубертатном периоде. Пубертатный период - время стремительного развития организма ребенка. Дри этом организм обязан создать условия не препятствующие росту костной системы, т.е. изменить метаболизм соединительной ткани - расслабить связочный аппарат позвоночника. "Если до этого у ребенка были предпосылки к развитию сколиоза или сколиоз 1 -2 степени тяжести, то он, в той или иной мере, будет прогрессировать.

Разработанные методы оперативного лечения прогрессирующего сколиоза применимы в основном к деформациям, закончившим цикл патологического развития. Но как отечественные, так и зарубежные металлоконструкции обладают небольшими коррегирующими возможностями и являются скорее удерживающими механизмами на период формирования заднего спондилодеза

Несколько другую концепцию оперативного лечения сколиоза предложили Л.Л. Роднянский и A.A. Гайдуков. Они оперировали сколиоз на более ранних стадиях развития деформаций, когда еще не сформированы тяжелые вторичные структурные изменения тканей позвоночника. Но отдельные теоретические и методические недостатки , предлагаемых методов лечения , препятствовали их широкому внедрению в практику.

Принимая во внимание вышеизложенное, в настоящей работе представляем теоретические, экспериментальные и практические исследования, которые обосновывают новое перспективное направление в оперативном лечении прогрессирующего диспластического сколиоза у детей.

Цель работы

На базе новых патогенетических данных разработать перспективное направление оперативного лечения прогрессирующего диспластического сколиоза у детей.

Основные задачи исследования

1. Исследовать патогенетические аспекты развития торсии и бокового наклона позвоночника при сколиозе.

2. Исследовать внутреннее напряжение моделей сколиотических деформаций.

3. Представить аппарат, способный исправить и остановить процесс развития деформаций позвоночника у детей.

4. Математически обосновать процесс боковой напряженной полисегментарной эндокоррекции позвоночника и основных параметров аппарата "Корректор позвоночника ".

. 5. Исследовать влияние ванадиево-титановых сплавов (ВТ-сплавов) на органы и ткани экспериментальных животных.

6. Разработать методику операций боковой напряженной полисегментарной эндокоррекции позвоночника при сколиозе у детей.

7. Провести клинический анализ результатов оперативного лечения сколиоза у детей с помощью метода боковой напряженной полисегментарной эндокоррекции позвоночника.

Научная новизна

Научная новизна работы заключается:

1. В получении новых патогенетических Данных, объясняющих причины развития торсии и ее связи с боковым наклоном позвоночника при сколиозе у детей.

2. В исследовании внутренних напряжений моделей сколиотических деформаций, с целью выявления наиболее рациональных точек опоры аппарата на позвоночник при боковой напряженной, полисегментарной эндокоррекции.

3. В разработке аппарата "Корректор позвоночника", способного исправить и удержать позвоночник ребенка в процессе длительной эндокоррекции.

4. В исследовании ВТ - сплава для имплантационной хирургии.

5. В математическом исследовании процесса коррекции позвоночника у детей и основных параметров аппарата "Корректор позвоночника".

6. В создании метода лечения "Боковой напряженной полисегментарной эндокоррекции позвоночника при диспластическом сколиозе у детей" и клинического анализа результатов лечения с помощью предлагаемого метода.

Практическая значимость работы

Практическая значимость работы заключается в создании перспективного направления в оперативном лечении прогрессирующего сколиоза у детей, которое позволит:

- повысить-клиническую эффективность лечения;

- значительно сократить время пре&ывания больных на койке;

- отказаться от протезирования детей;

- снизи!ь вероятность возникновения сопутствующих сколиозу заболеваний внутренних органов и систем;

- повысить косметический эффект лечения.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Обоснование патогенетических аспектов развития торсии и бокового наклона позвоночника при сколиозе.

2. Биомеханические закономерности развития и коррекции сколиоти-ческой деформации позвоночника.

3. Теоретическое обоснование конструктивных параметров аппарата "Корректор позвоночника" и метода боковой напряженной полисегментарной эндокоррекции позвоночника при диспластическом сколиозе у детей.

Внедрение в практику

Результаты и выводы исследований внедрены в лечебный процесс 'Детской краевой клинической больницы управления -здравоохранения администрации Ставропольского края.

В учебный процесс кафедр детской хирургии и ортопедии, травматологии и военно-полевой хирургии Ставропольской государственной медицинской академии.

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены и широко обсуждены:

1. На юбилейной конференции, посвященной 500-му заседанию научного хирургического общества на Кавказских Минеральных Водах /г. Пятигорск, 1995 г./.

2. На симпозиуме, посвященном лечению сколиоза у детей /г. Геленджик, 1995 г./.

3. На заседании комиссии, созданной по распоряжению Министра здравоохранения РФ из сотрудников Санкт-Петербургского детского НИИТО им. Г.И. Турнера, по вопросу перспективности-данного направления в лечении сколиоза и внедрения разработок в практику здравоохранения /г. Санкт-Петербург, 1994 г./.

4. На заседаниях Научного Координационного Совета Ставропольской государственной медицинской академии /г. Ставрополь, 1994, 1996 г.г./.

Публикации

По результатам выполненных исследований в периодической печати опубликовано 11 работ, в том числе 1 - в местной печати, 6 - в центральной печати. Публикации отражают основные положения и выводы диссерта-' ционного исследования.

Защищены 4 авторских свидетельства с выдачей патента на изобретение.

Структура и объем работы

Диссертация изложена на 136 страницах машинописи. Основной текст составлен на 123 страницах с 82 иллюстрациями, макро-, микрофото-

графиями, рентгенограммами, рисунками, графиками и 19 таблицами статистической обработки на ЭВМ, выписками из историй болезней детей, лечившихся по поводу сколиоза в Детской краевой клинической больнице управления здравоохранения администрации Ставропольского края.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Патогенетические аспекты развитая торсзт при диСпластлчёском скол::озе /экспериментальное исследование/

Несмотря на ряд интересных работ по патогенезу сколиоза, ни з одной из них не встречается биомеханический анализ факта клиновидной деформации дисков. -

В настоящей работе проводится исследование биомеханических фак-. торов, определяющих начало развития схолиоза.

Моделирование сколиоза производилось на нормальном позвоночнике человека с грудной клеткой и тазом, которые были собраны на гибком штативе с формированием физиологических изгибов. Между телами позвонков .фиксировались пластиковые диски. Измерялась величина дуги,, создаваемой деформации по Ферпосону, величина наклона и ротации отдельных позвонков.

Моделируя клиновидные диски из пластика, получаем боковой наклон поззоночника, например в 10°. При визуальной оценке модели ротация позвонков не определяемся. Но на рентгенограмме этой модели наблюдаем ясно выраженные торсионные изменения, типичные для сколиоза.

Каким же образом на нормальном позвоночнике появились рентгенологические признаки то'рсии?

Для того, чтобы ответить на этот вопрос, проведем простой физический опыт.

■ Возьмем две пластины, сделанные щ оргстекла. По центру пластин нанесем перекрещивающиеся линии. Поместим пластины друг па друга. Изменим угол наклона одной пластины по отношению к другой. Вертикальные, линии при этом совпадут, а горизонтальные окажутся параллельными /Рис. 1/.

Рис. 1. Боковой наклон верхней пластины на одной стороне

•Рис.2. Ротационный момент при мезхплоскостном наклоне пластин

Далее: моделируем угловую деформацию одновременно в дв) плоскостях. На пластинах ясно просматривается ротационное смещеш центральных линий, т.е. угловая деформация двух взаимопротивополо> ных плоскостей сопровождается ротационным моментом /Рис. 2.1.

Попытаемся доказать это положение теоретически. Соединим пла: ной (гладкой) линией центры позвонков и назовем ее линией позвоночи ка. В норме линия позвоночника, с учетом лордоза и кифоза, имеет ! образную форму и лежит в одной плоскости, т.е. является плоской линие Будем называть эту плоскость нормальной плоскостью позвоночника даже нормальной плоскостью позвонка.

За счет деформации межпозвонковых дисков линия позвоночнш может отклоняться от своей нормальной плоскости. В этом случае она п рестанет быть плоской линией. Но тогда, в соответствии с теоремами ди< ференциалЬной геометрии, на ней существуют точки, в которых кручен! отличается от нуля.

Модель позвоночника в виде гладкой линии является довольно гр бой -моделью и поэтому итог предыдущих рассуждений можно сформул ровать так: если линия позвоночника не плоская, то на нем могут быть с седине позвонки, испытывающие кручение друг относительно друга.

Для уточнения этого рассуждения рассмотрим межпозвонковый дис Пусть этот диск имеет клиновидную форму с углом клиновидности а, а н

Рлс.З. Схема распределения подвижных ортонормированных реперов.

Очевидно, что наличие такого диска так деформирует позвоночш что его линия перестает быть плоской и разделяемые этим диском позвс ки поворачиваются друг относите/л,но друга на некоторый угол I. Назов этот угол углом кручения и оценим его величину. Используя аппарат a^ литической геометрии, довольно легко можно получить следующую фс мулу:

cos2 P + cos2 (J • cos a

cost =------------------------------- (1)

(sin2 p+cos2 P • cos2 a)"2

Выведем эту формулу.

• Для этого свяжем с первым и вторым позвонками подвижные орто-нормированные реперы Oei и O'ei' (i=l,2,3). Будем считать, что основания рассматриваемых позвонков лежат в плоскостях, которые пересекаются по оси 0"у некоторой системы координат: ось 0"х этой системы координат совпадает с прямой 0"0, а ось 0"Z перпендикулярна плоскости основания этого позвонка. Тогда можно считать, что угол 0'0"0, равный а, является углом выклинивания рассматриваемых позвонков и равен углу поворота вокруг оси 0''у, который переводит первый позвонок во второй. Поворот пространства вокруг оси 0"у на угол а описывается формулами:

х' = х cos a - z sin a У' = У

z = х sin a + z cos a

Будем считать, что прямая 00" образует угол р с первым базисным вектором el подвижного репера первого позвонка.

Тогда

el = < - cos р, sin р, 0>.

После описанного выше поворота позвонка вектор el совпадает с вектором е'1. Но

е'1= <-cos a <cos р, sin р, - sina < cos р>.

Спроектируем вектор е' 1 ортогонально на плоскость основания первого позвонка и получим вектор j 1:

j 1 = < -cos a • cos p, sin P,0>.

Если углом кручения (торсии) второго позвонка относительно первого считать угол t между векторами el и jl, то как легко следует из известных формул, косинус этого угла вычисляется по формуле (1).

. Из полученной формулы (1) следует, что при Р=0, Р=и и р=л/2, то есть когда направление клина лежит в нормальной плоскости поззоночника или когда клин направлен строго вправо или строго влево, кручение отсутствует, а для промежуточных значений угла Р отлично от нуля. Кроме того, кручение равно рулю и тогда, когда диск не образует клина, то есть при а=0.

Математической моделью горизонтальных площадок позвонков может быть представлена схемой "Улитки Паскаля" (Ю.М. Аникин, Л.Л. Колесников). Заштрихуем часть схемы, соответствующей занимаемому положению прловине межпозвонкового диска. На схеме видно, что заштрихованное положение диска находится не в строго боковой проекции, а под углом , т.е. занимает положение, когда значение угла р отлично от нуля (Рис. 4).

Два независимых исследования дополняют друг друга и доказывают правильность решаемой задачи.

Рис. 4. "Улитка Паскаля". Заштрихованная часть рисунка находится не строго в боковой проекции, а образует угол.

Таким образом, наши теоретические исследования позволяют утверждать, что клиновидная межплоскосгиая деформация модели обладает скручивающим моментом.

Сколнотическая деформация позвоночника формируется в двух плоскостях. Фронтальный - боковой наклон позвоночника и сагиттальный - лордоз Б поясничном или кифоз в грудном отделах. Наглядным подтверждением этого процесса являются рготгеиограммы сколиозов в боковой проекции. На них не наблюдается ни кифозов, ни лордозоч позвоночника. Последние выравниваются, занимая среднее положение между физиологическими изгибами и боковым наклоном позвоночника.

Остается выяснить, за счет каких анатомических образований появляется клиновидная межкорпоральная деформация? У диска Нет своих зон роста. На 1-2 степенях тяжести еще не созрели статодинамическве факторы, определяющие условия вторичной структурной деформации органа. Следовательно, наиболее вероятная причина - асимметрия эпифизарного

развития. ■

. Мы исследовали динамику развития торсии в зависимости от бокового наклона позвонков при сколиотическкх деформациях 1-2 степени тяжести. Моделируя грудные и поясничные сколиозы, во всех случаях получали графическое выражение синусоиды /Рис. 51.

Здесь просматривается прямая зависимость развития торсии от клиновидной деформации и наклона позвонков. Эти два элемента на начальных стадиях развития сколиоза дополняют друг друга и взаимосвязаны.

Принимая во внимания результаты исследования, можно сделать заключение: начало развития сколиоткческой деформации определяется нарушением эпифизарного развития позвонков. Торам и наклон возникают в результате клиновидных структурных изменений эпифизарных отделов

позвошсое.

а п л

п *

и *

а и // я

$

з

г

■I

■г

.1

-с

-I

Рис 5. График наклона и торсии поясничных позвонков при сколио-тической деформации модели в 10°. а-наклон позвонков, р- торсия позвонков.

Исследование внутренних напряжений моделей сколиотических деформаций методом "ф о т о у п р у г о с т и"

Исследование внутренних напряжений различных типов сколиоза необходимы для правильного выбора точек опоры "Корректора" на дужки позвонков при боковой полисегментарной эндокоррекции позвоночника. Изучение внутренних напряжений в твердых телах производится на моде-1ях прозрачных изотропных тел, т.к. механические деформации в таких гелах создают анизотропию, делают их двоякопреломляемыми.

Для этого, по рентгеновским снимкам различных локализаций ско-шоза, из оргстекла, вырезаем уменьшенные модели всех 5 типов деформа-

1ий.

Чтобы проследить динамику нарастания напряжений, создаем из фгстекла модели каждого типа сколиоза от первой до четвертой степени яжести, согласно классификации В.Д. Чаклина.

Внутреннее напряжение моделей исследовалось на стандартном по-ярескопе с приставкой для создания вертикальных нагрузок на образцы.

Оценка полученных результатов главных нормальных напряжений ри наблюдении в белом свете производилась по качественной характери-гике изохроматических линий плоских моделей.

Характерной особенностью верхнегрудного сколиоза является нарас-ание напряжений от верхней части дуги деформации и далее по всей

'основной кривизне, в напряженном состоянии оказывается нижнее компенсаторное противоискривление. При таком распространении внутренних напряжений деформации опоры для эндокоррекции позвоночника целесообразно распределить равномерно по всей кривизне, начиная от верхнего нейтрального позвонка до нижнего позпонка на компенсаторном противоискриалении.

На моделях грудного сколиоза внутренние напряжения деформации нарастают от нейтральных позвонков к центру основной кривизны. Компенсаторные противоискривления не подвергаются силовому давлению. При коррекции грудных сколиозов, опоры "Корректора" целесообразно распределить только на основной кривизне позвоночника. В некоторых случаях грудной сколиоз переходит в комбинированный. При появлении более пологого наклона нижней части основной кривизны, следует распределить опоры по аналогии с верхнегрудным сколиозом, т.е. усилить двумя опорами нижнюю часть деформации. Если появляются торсионные изменения позвоночника в поясничном отделе, коррекцию следует проводить как при комбинированном сколиозе.

Динамика внутренних напряжений на моделях грудопоясничного сколиоза нарастает снизу вверх и концентрируется равномерно по основной кривизне деформации, не затрагивая компенсаторных протквоискрив-лений.

При коррекции грудопоясничных сколиозов опоры "Корректора" целесообразно распределить по всей кривизне, от нейтральных позвонков в грудном отделе до нейтральных позвонков в пояышчном отделе.

Динамика внутренних напряжении на моделях поясничных сколиозов нарастает сверху вниз и концентрируется на основной дуге деформации ' /Рис. 61.

Рис. 6. Распределение изохроматических линий на модели поясничного

сколиоза

При эндокоррекции поясничных искривлений позвоночника, опоры "Корректора' следует распределить по всей кривизне, захватывая грудной отдел . чтобы исключить возможность формирования на месте грудного

противоискривления самостоятельной кривизны в послеоперационном периоде /Рис. 7/.

Рис. 7. Схема распределения опор при коррекции поясничного сколиоза. '.

Внутреннее напряжение на моделях комбинированного сколиоза начинает нарастать на переходной части одной кривизны в другую. По мере увеличения деформации напряжения концентрируются на нижней кривизне, хотя и верхняя, судя по интенсивности изохроматического рисунка, испытывает значительные нагрузки, особенно в месте перехода грудной кривизны в поясничную.

При эндокоррекции комбинированных сколиозов опоры "Корректора" целесообразно распределять равномерно по всей длине деформированного позвоночника с обязательной постановкой опоры на переходной части.

Таким образом, изучение внутренних напряжений на плоских моделях сколиотических деформаций методом "фотоупругости" позволило увидеть динамику нарастания напряжений в зависимости от локализации и степени тяжести деформаций. В физике твердых тел существует понятие о композитных материалах. Кость и оргстекло являются одними из них. Поэтому мы вправе рассчитывать на их идентичность при одинаковых деформациях. Практика подтвердила это предположение. Данные, полученные в эксперименте, были успешно использованы в практической работе при распределении точек опоры "Корректора" на позвоночник ребенка.

Влияние в а на д ие з о-т ит а но в ы х сплавоз н я т ;; а и и организма /экспериментальное исследование/

Титан широко представлен в природе: в земной коре - 0,45-0,57 воде рек - 3,0 мкг/л, в атмосфере городов - 0.1-0.5 мкг/м3. Количество тита-

на в организме составляет примерно 9,0 мкг., он плохо абсорбируется, ма ло задерживается в тканях, выводится из организма в неизмененном виде.

Титану и его сплавам свойственны большая реактивность, коррозионная устойчивость и уникальное усталостное сопротивление, которое i солевых растворах равно сопротивлению на воздухе. К сожалению, одний из недостатков этого металла является его слабая устойчивость к истира нию. Механические же свойства сплавов значительно выше чистого титана. Сплавы не обладают резорбтивным действием в организме, не образуют онкогенных процессов; ионы металла не накапливаются во внутренню органах; при длительной имплантации на тканях не отмечается следог коррозии. Несмотря на столь блестящую характеристику титановых сплавов, ВТ-сплав является относительно новым металлом для имплантацион ной хирургии. Поэтому было принято решение исследовать влияние этогс сплава на ткани и органы экспериментальных животных.

Были изготовлены металлические-пластинки из ВТ-14 - 30 шт. и ВТ-1 О- 30 шт. При этом на 30 пластинках было произведено напыление нитри дом титана. Остальные 30 подверглись механической полировке до 00С шлифования поверхности металла.

Прооперировано 30 белых крыс, 15 животным имплантировали« паравертебрально по две пластинки полированные, другим 15 - напылен ные нитридом титана. Через год-крысы забивались. Производилось гисто логическое исследование соединительнотканой капсулы, образовавшей« вокруг пластинок. Органы и ткани крыс /легкие, печень, кишечник, селе зенка, почки, мышцы/ исследовались методом спектрального эмиссионного анализа. При этом органы и ткани озолялись, полученная смесь поме щалась в кратеры угольных электродов и сжигалась в штативе "FS-13" i режиме дуги переменного тока от универсального генератора "VBL-2c" с использованием спектрографа с плоской дифракционной решеткой "PGS 2 (CARL ZEISS JENA).

Кроме этого у детей во время операции по удалению "Корректоров' через 4-5 лет после имплантации, методом эмиссионного спектральной: анализа исследовалась рубцовая ткань, окружающая "Корректор" и ги стологическим методом мышцы на бывших ранее выпуклой и вогнутое сторонах позвоночника.

Соединительнотканая капсула вокруг полированных ВТ-14 и ВТ-1-( полностью сформирована. Ее толщина в различных участках слабо варьи рует. Состоит капсула в основном из плотной оформленной волокнистой соединительной ткани. Пучки коллагеновых волокон в большей ее част приобретают ориентированный ход, плотно прилегают друг к другу и иду] параллельно. Между ними располагаются фиброциты и фибробласты. I количественном соотношении преобладают фибробласты. Многие из ню характеризуются большими, чем в норме, размерами ядер и гиперхром ностью. Фибробластов больше в местах, где пучки коллагеновых волоко? более рыхлые и тонкие.

В участках, прилегающих к капсуле, отмечаются скопления нейтро филов и лимфоцитов. Здесь коллагеновые волокна не имеют четко выра женной направленности. В сосудах отмечается краевое стояние лейкоци тов, их выход в окружающую соединительную ткань. Там же можно на

блюдать скопление макрофагов, содержащих кристаллы титана. Перевас-кулярно определяются лимфоциты, нейтрофилы и немногочисленные плазматические клетки.

Соединительнотканая капсула, окружающая ВТ-14 и ВТ-1-0, напыленные нитридом титана, несколько толще, чем в предыдущих образцах. Толщина ее неравномерна. Сторона, прилегающая к мышцам, значительно толще стороны, прилегающей к коже с подкожной клетчаткой. Пучки, параллельно идущих коллагеновых волокон, располагаются преимущественно продольно. Между ними находятся фиброциты и фибробласты. Более дифференцированно выглядит участок, прилегающий к металлу.

В участках соединительной ткани, прилегающих к капсуле, чаще встречаются плазматические клетки, макрофаги, фибробласты и свободно-лежащие частички металла золотистого цвета. Частички нитрида титана отходят от металла и свободно располагаются в капсуле и соединительной ткани. В окружающей соединительной ткани плазматических клеток, макрофагов, лимфоцитов, фибробластов, эозинофилов больше, чем в предыдущих образцах, что свидетельствует о возможной аллергизации организма. Встречаются гибнущие клеточные элементы.

Гистологический анализ паравертебральных мышц, на бывших ранее ^ выпуклой и вогнутой сторонах сколиотических деформаций у детей после ' 4-5 летней фиксации позвоночника показал, что паравертебральные мышцы имеют обычное строение. Ядра располагаются под сарколемой, мио-[шбрилы имеют продольное ориентирование. Микроскопических изменений в мышечных волокнах в виде атрофии, изменений окраски различных /частков волокон, уменьшения толщины, длины, диаметра, гибели части кшофибрил не выявлено.

Микрометрия мышечных волокон на бывших ранее выпуклой и во-нутой сторонах паравертебральных мышц детей показала, что результаты по 100 измерений в каждой серии/ идентичны - 69,98 и 69,83 мк.

Для формирования ВТ- сплава титан легируется с А1, Ре, 1л, Мо, V, П-основа. Мы вправе были ожидать, что обнаружим ингредиенты сплава в канях и органах экспериментальных животных, но эмиссионный спек-ральный анализ, в 30-ти образцах внутренних органов и мышц, не выявил них этих элементов. В рубцовых тканях, окружающих "Корректор", об-[аружены следы титана и элементов, не входящих в состав исследуемого плава /Рис. 8/.

/Цгш<?.гщг{ 1,6,13-шкала длин волн;

I _ со ¡я. и

С«м г я изггАв

2,8,14 - спектр железа;

3,4 - спектры селезенок 1,2 ;

5,6 - спектры почек 1,2 ;

9,10 - спектры мышц 1,2 ;

г," 11,12 - спектры.кишечника 1,2 ;

15,16 - спектры печени 1,2; 17,18 - спектры легких 1,2; 19 - спектр рубца.

Рис. 8. Спектрограмма

Таким образом, в результате экспериментального исследования влияния ВТ-сплава на организм экспериментальных животных выявлено, что при имплантации полированного ВТ-14, ВТ-1-0, в течение года сформировалась полноценная соединительнотканая капсула без признаков явного воспаления и проявления металлоза. Несколько хуже результат влияния на ткани металла, напыленного нитридом титана. Чешуйки нитрида титана негусто, но имгибируют капсулу и окружающую соединительную ткань. Мелкоклеточный аппарат с наличием сравнительно большого количества эозинофилов указывает на возможную аллергическую реакцию.

В результате спектрального эмиссионного анализа выявлено, что органы и ткани экспериментальных животных не накапливают ионы металлов. легированных в ВТ-сплав.

Капсула, окружающая "Корректор позвоночника" после 4-5 летней имплантации в организм ребенка, содержит следы титана и следы нелеги-руемых в ВТ-сплав металлов.

В результате гистологического л .количественного гистологического аиа.ш юв паравертсиральных мышц, взятых.у детей через 4-5 лет, после исправления деформации на бывших ранее выпуклой и вогнутой сторонах позвоночника, выявлено, что морфо-функциональное состояние этих мышечных групп идентично.

Математическое обоснование боковой, напряженной полисегментарнон, эндокоррекшш позвоночника и параметров аппарата "Корректор позвоночника"

Метод математического моделирования является не новым, но весьма перспективным для решения многих вопросов ортопедии.

При разработке математической модели принято, что при сколиозе меняется распределение массы тела на различных уровнях позвоночника /Рис. 9 /.

/Г^ в п-п

* 1 V р 1 е [ГТ^ Л пАХ

-У

..ГО^Т4

' 1*ис. 9. Математическая модель сколиоза.

При одноразовой коррекции часть тела перемещается в сторону исправления деформации на величину е. В дальнейшем сила этой массы будет создавать изгибающий момент /М|/, который должен воспринимать "Корректор". Кроме того, клиновидно измененные диски на стороне вогнутости расширяются, растягиваются межпоперечные, желтые, частично длинные связки позвоночника, которые также оказывают сопротивление коррекции и создают изгибающий момент/Мг/.

Итак, после исправления позвоночника на "Корректор" действует изгибающий момент

М = М| + М2 + Мз, (1)

где М| - момент от смещения массы тела при коррекции, Н мм;

Мг - момент от натяжения связок, Н мм;

Мз - момент от растяжения туловища, Н мм.

I

Момент /М1/ определяется из условия:

М: = ш§е, (2)

где ш - масса смещенного тела, кг; Я = 9,81 м/с2;

е - величина смещения массы тела, мм. Величина е определяется через угол 2а и Н (высота от точки максимальной кривизны позвоночника до нейтрального позвонка, не участвующего в деформации).

Тогда Н

е =---------. (3)

Щ а

С учетом (3) выражение (2) пишется

Нгт^

М. =----------. (4)

а

Момент от растяжения связочного аппарата позвоночника во время коррекции определяется из выражения

<»

Мг = (А.1%1 + А.2х2 + Л.зхз+--+ Л-пхп)—. (5)

2

где Х|ЛгЛз..Ап - податливость связочного аппарата соответствующих тел позвонков, участвующих в коррекции, Н мм;

ХьХ2,Хз—Хп - величина растяжения сеязок соответствующих тел * позвонков, участвующих в коррекции, мм;

с1 - ширина тела позвонка, мм.

Момент от растяжения туловища определяется аналогично.

Мз = X %т е, ■ (6)

где X - упругость тканей тела, податливость,.Н мм,

Хт - величина удлинения туловища, мм.

Подставляя выражения (4,5,6) в (1), получаем:

п^Н а

м =......+(Х|/| + Х2Х2 + Япхп)- + Я.хт е (7)

1ёа 2

Полученное выражение позволяет сделать следующее заключение.

Момент, необходимый для коррекции позвоночника, зависит от ш, а, К X. Хт- "Корректор", преодолевая сопротивление вышеупомянутых образований, должен удержать позвоночник в коррегированном положении. Для практических расчетов пользоваться формулой (7) неудобно, ввиду ее сложности. Практика оперативного лечения сколиозов 3-4 степени тяжести с индексом стабильности 0,6-0,8 показывает, что деформация позвоночника, без особых усилий, устраняется на операционном столе с помощью упора на выпуклой стороне с одновременной тракцией .за нейтральные позвонки в обратном направлении.

й

М = (Х|Х| + ^2X2 + Ьзхз+-+ ХпХп)- + ?1Хте = РУ„С, (8)

2

где РуП - сила, приложенная к выпрямлению позвоночника, Н;

С - высота тела позвонка, мм.

В свою очередь, сила упора равна

Иуп = п^, (9)

где Г - эмпирический коэффициент.

Учитывая выражения (8,9), выражение (7) можно преобразовать ш§Н Н

М =-------+ пщГС = (------+ ГС) (10)

а tg а

Обоснование параметров упругих пластин "Корректора позвоночника"

Параметры упругих пластин "Корректора" определяются из условия их прочности на изгиб.

М

5и = — <[§]„, (П)

о

где - осевой момент сопротивления "Корректора", мм3;

[5]и - допустимое напряжение на изгиб для материала "КорректораПа.

':>ти условия прочности пригодны только для статического положе ния. Но больной с "Корректором ' ходит, бегает, может упасть и т.д.. в пе

зультате чего возникают динамические нагрузки. В этом случае можно записать

к? м

5и =------< [ 5]„, (12)

\¥

о

где К^ - коэффициент динамичности (при ударном воздействии) К8 = 2.

Осевой момент сопротивления для "Корректора" ввиду не жесткости скоб, соединяющих упругие пластины, можно определить как для прямоугольника

Ьа2

\У0 =......, (13)

б

где Ь - ширина пластины, мм; а - толщина пластины, мм.

Подставляя выражение (13) в (12), определяем толщину пластины.

/ 7

/ 12 N1

а=\ -. (14)

* Ъ[5]„

Принимая во внимание, что средняя возрастная группа -оперируемых детей 12-14 лет, можно выбрать средние величины, составляющие параметры тела, величины позвонков и др.

т = 30 кг; <1 = 30 мм; Г = 0,4; а = 60°; Н = 200 мм.

Отсюда 200

М= 30*9,81 *(------+0,4*30) = 37 338 Н мм.

60°

При конструктивной ширине упругих пластин, равной 10 мм, толщина составит I-7

_. / 37338 а =\1-------- = 4,6 мм.

V 10*175

Учитывая, что в "Корректоре" две пластины, толщина одной составит 2,3 мм. Рамное соединение пластин дает запас прочности на изгиб. Принимая во внимание, что для изготовления "Корректоров" мы пользуемся стандартным 3-4 мм титановым листом, величина запаса прочности возрастает еще в несколько раз.

Правильность выбранных параметров для изготовления упругих пластин "Корректора'' подтверждена многолетней практикой использования метода боковой напряженной коррекции позвоночника при сколиозах. Чи одна из упругих пластин, имплантированных на позвоночник, при длительном 4-5 летнем использовании не сломалась.

Обоснование конструкции и параметров скобы "Корректора позвоночника"

Скоба - это передаточное звено между упругими пластинами и позвоночником. Она предназначена для надежного удержания позвоночника в коррегированном положении. Поэтому к скобе предъявляются следующие требования:

- прочность;

- надежность крепления к позвоночнику;

- обеспечение перемещения пластин в пазах скоб;

- жесткость.

Надежное крепление скобы зависит от ее профиля, который должен повторять заднюю поверхность позвонка, при этом опорная поверхность последней должна быть достаточной для крепления скобы к дужкам позвонков проволочными фиксаторами. Этим создается стабильность и жесткость крепления (Рис. 10).

Скоба состоит из основания (1), сверху которого прикреплена фигурная пластинка (2). Соединение выполнено с помощью заклепок (В,С,Е). Фигурная пластинка (2) совместно с основанием (1) образует жесткие пазы (3). в которые входят пластины "Корректора".

Рис. 10. Схема сборки и крепления деталей скобы.

Заклепочное соединение деталей выбрано не случайно. Это соединение наиболее доступно в местных условиях и более надежно, чем сварное. Сварное соединение титановых сплавов требует дорогостоящего оборудования и специальных условий (сварка производится в среде защитных газов). К тому же места свариваемых титановых сплавов изменяют структуру и химический состав металла, что недопустимо для имплантируемых конструкций .

Расположение заклепок на скобе выбрано с расчетом взаимоисключающих силовых нагрузок. При движениях позвоночника во фронтальной

плоскости, заклепка (В) работает на растяжение, а заклепка (С) - на срез. Соответственно, в заклепке (В) возникают 5р, а в заклепке (С) - Т ср. При удержании и движениях. При удержании и движениях позвоночника в сагиттальной плоскости - соответственно заклепка (В) работает на срез -Тср, заклепка (С) - на растяжение - 5р. Таким образом, заклепки расположены на скобе из условия равнопрочности последней при работе в плоскостях. Известно, что Тср = (0,6...0,7) 5р,

где 5р - напряжение от усилия растяжения в заклепке, Мпа;

Тср - напряжения от усилия среза в заклепке, Мпа. ; Посадочный выступ (А) на фигурной пластине (2) увеличивает прочность скобы, ограничивая ротационные и фронтальные движения. Заклепки рассчитываются на срез и смятие, а соединение деталей только на сжатие.

Fcp

Тср =--------<[Т]ср.

ZScp

. где Fcp - сила среза, Н;

Z - число заклепок, шт;

Sep - площадь среза одной заклепки, м2;

ГЛср - допускаемые напряжения на срез, Мпа.

Ttd2

Sep ~~------,

4

где d - диаметр отверстия под заклепку, мм. Тогда: 4F

Тф = -----------<[Пср.

7жйг

Отсюда / 4F

d =\

н.

ZjtfTcp]

Принимая во внимание, что одновременно работают две заклепки

(Z=2)

ГЛср = (0,25...0,3) 5т. Тогда: • [Т|ср = (0,3*350) = 105 Мпа.

Отсюда -\ / - 4*186

dp=\ /-------------------- = 0,9*103 м = 0,9 мм.

V 3*3,14*105*10« Конструктивно принимается диаметр заклепки dK «(1,7...2,2) S min, где Smin - наименьшая толщина соединяемых деталей, мм.

dr = (1,7...2,2)*1,2 = 2,0...2,64 мм. Учитывая dp и «Л», принимается диаметр заклепки для соединения фигурных пластин скоб d = 2 мм.

В данном случае расчет выполнен из условия, что все три заклепки работают на срез. В действительности одна из трех заклепок работает на растяжение, да и то не в постоянном режиме. Таким образом, расчет диаметра заклепки выполнен с многократным запасом прочности.

Многолетний опыт использования аппаратов "Корректор позвоночника" для боковой напряженной полисегментарной эндокоррекции позвоночника при сколиозах показал, что ни одна скоба в зонах крепления фигурных пластин не сломалась. Заклепочный вариант соединения фигурных пласгин в скобу экономичный, прочный и надежный.

Таким образом, боковая напряженная эндокоррекция при нестабильных сколиозах 3-4 степени тяжести требует достаточно небольших усилий для исправления и удержания деформации позвоночника - 37338 Н мм. Основные показатели параметров "Корректора" рассчитаны с большим запасом прочности на износ и усталостные свойства металла. Практика показала, что несмотря на крайне агрессивную среду, в которой пребывает конструкция после имплантации, она выдерживает 4-5 летний срок пребывания в организме ребенка, не подвергаясь деформациям и поломкам.

)• Методика боковой напряженной полнсегментарной

Предлагаемый метод лечения прогрессирующих сколиозов у детей применяется с 1986 г.. когда был изобретен и изготовлен первый вариант аппарата "Корректор позвоночника" /АС СССР № 1465041/. С учетом некоторых слабых сторон конструкции в 1988 г. был изобретен и изготовлен аппарат второго поколения /АС СССР № 1544409/. Для лечения тяжелых сколиозов 4 степени было изобретено и изготовлено "Устройство для скелетной коррекции позвоночника" /АС СССР № 1560172/. В 1995 г. было получено положительное решение с выдачей патента на изобретение "Корректор позвоночника" /заявка № 93-032642/14/031324 от 24 июня 1995г./. Это уже третье поколение аппаратов, применяемых для оперативного лечения прогрессирующего сколиоза у детей /Рис. 11/.

эндокоррекции позвоночника

Вид А

з

Рнс.11. Корректор позвоночника. Общий вид. "Корректор позвоночника" содержит:

1,2 - упругие пластины, изготавливаемые из ВТ-14, ВТ-20, которые расположены во фронтальной и сагиттальной плоскостях; 3,5 - подвижные скобы для фиксации упругих пластин, изготавливаемые из ВТ-1-0. Сечение Б-Б 4 - винты со стопорными шайбами, фиксирующие упругие пластины к верхней скобе.

7 - жесткие пазы на скобах для прохождения упругих пластин.

8 - проволочные фиксаторы.

9 - внутренние поверхности жестких пазов скоб 5 и нижней скобы 3, вы-

полнены выпуклыми, причем радиус выпуклости меньше радиуса величины коррекций позвоночника. 10,11 - подвижные фиксаторы для устранения линейного перемещения "Корректора".

12 - опорно крепежные площадки скоб на дужки позвонков.

В порядке предоперационной подготовки аппарат индивидуально подгоняется под деформацию ребенка. Для этого ребенок укладывается на кушетку, на специальном станке изгибаются упругие пластины в сагиттальной плоскости под физиологические изгибы позвоночника. На втором этапе по рентгенограмме изгибаются пластины во фронтальной плоскости цо положения умеренной гиперкоррекции от деформации позвоночника. Чаще всего до угла величины деформации в противоположном направлении. Корректор собирается, он готов к имплантации.

В положении больного на животе под интубационным наркозом с ИВЛ линейным разрезом рассекаются ткани над остистыми отростками на величину основной и компенсаторных дуг деформированного позвоночника. С помощью электроножа отсекаются мышцы от остистых отростков. Широким распатором, с одновременным тампонированием раны, тупо отодвигаются паравертебральные мышцы от остистых отростков и дужек. Как правило, на этом этапе операции отмечается самая большая кровопо-геря. Доступ к операционному полю завершен.

Далее выбираются позвонки, на которые будут установлены опоры (скобы) "корректора". Эти позвонки маркируются.

Изогнутым распатором частично рассекаются желтые связки от верхнего и нижнего краев дужки позвонка. Осторожно заходим распатором под дужку и отодвигаем оболочки спинного мозга.

Готовим верхний край дужки к выходу из-под нее проволочного фиксатора. В грудном отделе, при выраженной торсии, изогнутыми реберными кусачками резецируем часть дужки вышележащего позвонка в месте перехода ее в остистый отросток. Требуется небольшой краевой дефект дужки - 0,5 см. При подготовке поясничных позвонков достаточно только небольшого рассечения желтых связок от верхнего и нижнего краев дужки.

Изгибаем проволочный фиксатор дугообразно. Ширина дуги фиксатора должна соответствовать ширине дужки позвонка. Свободный конец проволочного фиксатора подводим под нижний край дужки позвонка и

осторожно скользя концом проволоки по внутренней стенке дужки, выводим конец фиксатора через подготовленное "окно" на верхнем крае цужки. Захватываем конец проволоки инструментом и вытягиваем фикса-

тор до середины. Загибаем и фиксируем к операционному белью. Эт основной и самый трудоемкий элемент операции. При соответствующе) навыке и предельной осторожности этот элемент, как показала практикг безопасен. Таким образом, под дужки выбранных позвонков с двух сторо проводим проволочные фиксаторы. В зависимости от типа сколиоза эт может быть от 4 до 7 позвонков.

Следующий этап операции - одномоментная коррекция позвоночш ка и фиксация аппарата. Подтягиванием за проволочные фиксаторы, прс веденные под дужки нейтральных позвонков и позвонков на вершине де формации, в противоположные стороны выравниваем позвоночник.

Укладываем корректор таким образом, чтобы остистые отростки ш ходились между упругими пластинами. Заводим отрезки проволочны фикса юров за " ушки" скоб и проводим проволочную скрутку с помощы специальною аппарата, который усовершенствован и изготовлен наму Рана промывается раствором антисептика, дренируется и зашивается пс слойно шелком. Ребенок переводится на сутки в палату интенсивной терг пин.

Результаты оперативного лечения диспластического сколиоза 3-4 степени . тяжест п мс годом боковом напряженной полисегментарной эндокоррекцин

позвоночника у детей

Проблема выбора метода лечения сколиоза всегда была сложной Современная наука не располагает убедительными критериями возможно го прогрессировання деформаций. Большая вариабельность условий жизи: и развития четей еще больше затрудняет решение этого вопроса, перед хи рургом всегда сгоит вопрос. Когда оперировать сколиоз? Не вызывае сомнений в выборе лечения только сколиоз 4 степени тяжести, но на это, стадии заболевания отмечаются грубые структурные изменения позвоноч пика, которые.исправить невозможно. Сегодня становится все менее опас но11 хирургия и все более опасной терапия. С этих позиций мы и решал: основную задачу данного исследования.

Показанием к оперативному лечению являлось:

- быстрое прогрессировать деформации позвоночника на фоне кон сервативного лечения (независимо от возраста),

- устранение косметического дефекта.

- профилактика развития - сопутствующих заболеваний внутренни органов и акте^.

Помимо обычных ортопедических методов обследования, у дете; проводилось изменение переднего треугольника - расстояние от верхни остеп подвздошных костей до мечевидного отростка к заднего треугольни ка - расстояние от нижних внутренних углов лопаток до остистого отроет ка пятого поясничного позвонка

Рентгенологическое исследование проводилось на стандартных дл позвоночника выдержке и диафрагме, на одинаковом удалении тубуса о снимаемого объект;:.

Угловая величина основной дуги деформации измерялась по Фер-поссону, индекс стабильности рассчитывался по Казьмину, величина тор-сии - по методике Киреева-Капустина.

С 1986 г., когда началась применяться эта методика, прооперировано 33 больных, из них 32 девочки и 1 мальчик. Детей в возрасте 12 лет было 9. 13 лет-7.14 лет -10,15 лет-6, ¡6 лет - 1.

При этом грудной сколиоз встречался в 12 случаях, грудопояснич-ный - в 4, поясничный - п 6, комбинированный -nil случаях. Из них сколиозов 3 степени тяжести было 11,4 степени - 22.

Средняя величина деформаций позвоночника составила 50.30°.

Заснскмость величины одномоментной полисегментарной змамсоррскции позвоночника от степени тяжести деформации и индекса стабильности.

В эту группу наблюдений мы отобрали 20 случаев нест абильных дис-пластических сколиозов. Необходимым критерием отбора было методически правильное выполнение операций, правильная компоновка аппарата для нивелирования различной локализации деформаций позвоночника.

/'аблица Ml

Зависимость величины одномоментной полисегментарной зндокср-

рекции позвоночника от степени тяжести деформации и индекса

стабильности.

ситчика величина Г.ПДСКС сиЕгкга Щ10ЦСЕТ

; л» Локализация степень дефори. дефори. стабиль- остпточ. достегп.

j гяжесш ледас, стоп, ности дзфарнь, г.тррекц.

градусоа i-рэдусов гргиуссэ %

; к Поясничный з 30 35 0,9 5 85,72

! 2. Грудной 35 40 0,9 кет 100

; з. Поясничный 20 30 0.7 нет 100

1 4. Грудной 4 30 50 0,6 3 94,12

1 5. Поясничный 3 30 35 0,9 нет ¡Off

4 6. Поясничный 4 40 55 0,7 ¡5 73,49

! 7. Грудной 20 33 0.6 S5J2

S 8. Грудной » 30 38 0,8 нет 100

i 9. Грудо/пояснич. т _» 30 35 0,9 ¡1ST 100

! 10. Поясничный 4 33 55 0,6 10 82 Л

1 »• Грудной 25 35 0.7 нет 100

* 12. Грудной з 25 33 0.6 нет 100

■1 13. Грудной 4 40 яа 0,5 17 85,72

! 14. Грудной t 20 30 0,6 нет 100

■ 15. Грудной 3 25 38 0,7 нет 100

; i6. Грудо/пояснич. 4- 30 40 0.8 нет 100

'. 17. Грудной ■> ■►5 60 03 нет 100

. 18. Комбиниров. Л 45 :о 0 40 0,9 0.8 15 70.59 I

: 19. Грудной ■'■О 1:о 0,5 10 !!7,50

' 20. Грудо/пояснич. + 38 40 0S 5 К8Д4

1 Итоге: 31,4а 443 0,7 ■K2S 92,65

Из оставшихся 13 наблюдений - 5 больных лечились методом двух-чоментной зндокоррскции. В 3 случаях аппарату не было придано иоло--кеп.;е гиперкоррекции от деформации. Достигнутая коррекция составила

76,75%. У 3 больных индекс стабильности был больше 1,0. В этой группе достигнутая коррекция составила 77,30%. В двух случаях, при комбинированных сколиозах, проведена неправильная компоновка распределения опорных баз на позвоночнике. Достигнутая коррекция составила 57,50%.

Анализируя возможности одномоментной полисегментарной эндо-коррекции, можно заметить: чем ниже индекс стабильности и меньше величина деформации, тем лучше коррегирующий эффект.

Зависимость величины деторсионного эффекта при одномоментной полисегментарной эндокоррекции нестабильных сколиозов 3-4 степени тяжести от величины деформации, торсии и клиновидности дисков

Для анализа представлена предыдущая группа наблюдений. Требования к этой группе остаются те же. Методически правильно выполненная операция, правильная компоновка аппарата для нивелирования деформаций позвоночника.

Таблица №2

Зависимость деторсионного эффекта при одномоментной полисегментарной эндокоррекции нестабильных сколиозов 3-4 степени

тяжести от величины деформации, торсии и клиновидности дисков

№ Локализация степень тяжести величина деформ. градусов величина торсии до корр. градусов величина торсии после кор. градусов КЛИИОВ. дисков до корр. градус. клинов. дисков после корр. градус. велич. у стран торсии %

1. Поясничный 3 35 27 17 15 0 37,78

2, Грудной 4 40 26 19 5 0 27,28

3. Поясничный 3 30 36 24 10 0 34,33

4. Грудной 4 50 . 29 14 10 0 53,07

5. Поясничный 3 35 35 14 10 0 61,02

6. Поясничный 4 55 45 39 12 0 13,16

7. Грудной 3 33 26 14 8 0 47,73

8. Грудной 3 38 14 10 8 0 26,09

9. Грудо/пояснич. 3 35 29 22 13 0 24,49

10. Поясничный 4 55 46 41 15 0 11,54

11. Грудной 3 35 22 14 8 0 37,84

12. Грудной 3 33 26 14 8 0 47,73

1?. Груд,] ой 4 80 25 22 9 0 11,91

14. Грудной 3 30 . 26 8 8 0 70,46

15. Грудной 3 38 44 22 6 0 50,00

16. Грудо/пояснич. 4 40 32 18 8 0 44,45

.17. Грудной 4 60 32 8 7 0 75,93

18. Комбшшров. 4 50 21 10 8 0 •51,43

40 17 14 12 0 17,86

19. Грудной 4 80 39 36 8 0 7,58

20. Грудо/пояснич. 4 40 36 ■ 26 11 0 . 27,87

Итого: 44,38 30,14 1933 9,48 0 37,12

Анализируя величину деторсионного эффекта при коррекции дис-пластнческих сколиозов, можно увидеть следующую закономерность. Чем больше изначальная величина торсии, деформации и клиновидность ди-

:4

сков, тем менее выражен деторсионный эффект. Деторсионный эффект коррекции поясничных сколиозов составил 31,66%, грудных - 39,00%. Причина довольно низкого деторснонного эффекта - быстро наступающие структурные изменения тканей позвонков.

Таблица №3

Зависимость исправления реберного кифоза при грудных сколиозах 3-4 степени тяжести от величины деформации, коррекции и сроков от начала

заболевания

Величина Ееличпка

Величппа Велкчкка Сроки реберного ре5гркого

Л'! дсформзщж, кс^гргкцгз, 3!*болеаз.[с:я, ккфзза до !жфаза поел

градусов. • % лет операции* операции,

ш см

77 ИГ 87,50 1,5 3,0 1,0

2. 40 100 1,4 4,0 1,0

3. ■ 50 ■ 94,12 3,5 3.5 2,5

4. 38 100 2,0 3,2 1,2

5. 45 ' 85,53 . 3,0 3,0 2,0

6. 35 100 1,0 3,3 - 0

7- 33 100 1,0 3,5 0

8. 80 85,72 5 мес. 4,6 1,0

9. 30 - 100 1.0 32 0

10. 38 100 1,0 3,7 0

11. 40 100 •• • 1,5 2.8 0

12. 60 100 . 1,0 4,5

Анализируя параметры реберных изменений, можно заключить, что [ем раньше ог начала заболевания проводится зндокоррекция позвоноч-нпса, при грудных сколиозах 3-4 степени тяжести, тем лучше клинический »езультат лечения.

Объяснить это явление несложно. По-видимому, структурные изме-[ения ребер наступают поздно - к третьему году от начала развития завоевания. Поэтому исправление деформации, которое ведет за собой ис-гравление торсПи позвонков, приводит к механическому выравниванию рудной клетки.

Осложнения при боковой напряженной полисегментарной эндокор--екцик позвоночника можно разделить на две группы.

1. Осложнения, связанные с подготовкой конструкции к импланта-

;ии.

2. Осложнения, связанные с нарушением методики проведения опера-

:ин.

К первой группе мы отнесли три наблюдения, которые закончились бразованием сером в послеоперациошгом периоде. В начале поискового ериода исследовательской работы детали консгрукции подвергали хими-еской полировке в растворе кислот. Это оказалось неверным решением. 1осле перехода на механическую полировку металла образование сером ольше не наблюдалось.

Ко второй группе было отнесено 4 наблюдения. Группу составили комбинированные сколиозы 4 степени тяжести. В начале практического освоения метода в 2 случаях компоновка аппарата была выполнена неправильно. Первичная коррекция в этой группе составила 50 процентов для грудного отдела и 45,15 процентов для поясничного. Через 4,5 года аппараты были сняты. Потеря коррекции не наблюдалась.

В одном случае при тяжелом комбинированном сколиозе наблюдался ишемнческий парез нижних конечностей, который после специализированного лечения прошел бесследно. В одном случае наблюдалась перфорация деталей конструкции из-под кожи. Причиной ошибки послужила недооценка особенностей строения задних отделов мужского и женского таза.

Осложнения не имеют принципиального характера. Описанные ошибки послужили уроком. В дальнейшей работе подобных осложнений . не наблюдалось.

Одним из нерешенных вопросов боковой напряженной полисегмен-гарной эндокоррекции является длительность фиксаций позвоночника. По независящим от нас причинам у 3 больных аппараты были удалены через 2-3 года после операции. Потеря коррекции в этой группе отставила 44,88 процентов, при этом средняя величина остаточной деформации была 25, 30 I радусов.

У остальных больных "Корректоры" были удалены через 4,5 - 5 лет после операции.- После'снятия аппаратов потеря коррекции в этой группе составила 5.15 процентов при средней величине остаточной деформации 510 градусов. Аппараты удаляли по достижению 18 летнего возраста при тесте Риссера - 4.

Неисследованным оставался вопрос о состоянии заднего отдела позвоночника после 4-5 летнего контакта с "Корректором". При удалении конструкций во всех случаях мы наблюдали частичное рассасывание остистых отростков на одну треть своей величины. Это явление можно Ьбъ-яснигь дисфункцией последних'. Межостистые связки трансформировались в мощный 1.5 - 1,7 см. рубец. Дужки по вогнутой стороне срастаются друг с другом, образуя ляминодез. На выпуклой стороне вырастают вокруг плас-1Ш1 костные гребни высотой 0.5 -0.7 см.. образуя также ляминодез.

Таким образом, длительное пребывание конструкции в паравертеб-ральной зоне приводит к остеопластической реакции, которая формирует кинии спондилодез за счет сращивания дужек между собой, поэтому функциональная разработка позвоночника после снятия аппарата недопустима.

При исследовании рентгенометрической характеристики позвонков, которые длительное время были связаны "Корректором", выяснилось, что высота грудных позвонков увеличивается на 12 процентов, ширина на 6 процентов, высота поясничных позвонков увеличивается на 11 процентов, ширина на 5 процентов. Это явление можно объяснить тем, что ни одна из деталей "Корректора" не находится в прямом контакте с зонами роста позвоночников.

Исправляя кривизну позвоночника в грудном отделе, мы получаем выраженный деторсионный эффект. Как сопутствующий элемент коррек-

ции расширяются межреберные промежутки на 44 процента, что увеличивает жизненную емкость легких.

Исследовав параметры роста переднего и заднего треугольников, находим, что рост сидя увеличивается на 3,9 процента при средних значениях 83-86 см. Рост, в положении стоя, увеличивается на 2,6 процента При средних значениях 160-165 см. Метрическая характеристика переднего треугольника представлена цифрами среднего значения 26-26 см., заднего 2727 см., т.е. они практически не отличаются от нормы.

Таким образом, результаты лечения диспластического сколиоза методом боковой напряженной полисегментарнои эндокоррекции позвоночника позволяют устранить боковую деформацию на 92,65 процентов. При этом деторсионный эффект составляет 37,12 процентов. При условии раннего оперативного лечения (через 1-1,5 года от начала заболевания) нивелируется реберный кифоз, происходит выравнивание и расширение грудной клетки. Осложнения, встречавшиеся в начальный период освоения методики, не принципиальны и вполне устранимы при дальнейшей работе.

Эндокоррекция должна продолжаться не менее 4-5 лет. "Корректор" удаляется по завершению развития ребенка.

Потеря коррекции после удаления аппарата составляет 5,15 процентов при средней величине остаточной деформации 5-10 градусов.

Метрические исследования показывают, что позвонки, связанные "Корректором" продолжают развиваться. В процессе коррекции дети вырастают, внешние параметры туловища практически не отличаются от нормы.

ВЫВОДЫ

1. Боковой наклон и торсия позвоночников при диспластическом сколиозе - это единый процесс перестройки эпифизарных отделов позвоночника. Развитие торсии обусловлено эпифизарной клиновидностью, которая формирует деформацию позвоночника в двух взаимопротивоположных плоскостях.

2. Каждая локализация сколиоза имеет свои особенности развития внутренних напряжений. В процессе коррекции деформаций необходимо учитывать эти особенности при распределении точек опоры аппарата на позвоночнике.

3. ВТ-сплав неопасен для жизнедеятельности тканей организма, обладает выраженным антикоррозионным свойством.

Механические качества сплава позволяют "Корректору", подвергающемуся большим динамическим нагрузкам, без деформаций и поломок выдержать длительное пребывание в организме.

4. Аппарат "Корректор позвоночника" выполнен с большим запасом прочности и с расчетом на динамические нагрузки в процессе длительной эндокоррекции позвоночника без внешней иммобилизации туловища.

5. Универсальные конструктивные особенности аппарата "Корректор позвоночника" позволяют индивидуально моделировать конструкцию под любую локализацию сколиоза. Полисегментарная фиксация аппарата к позвоночнику не травмирует зон роста, проста и надежна в эксплуатации. Раздвижные детали аппарата позволяют позвоночнику развиваться в процессе длительной эндокоррекции. Пребывание "Корректора" в паравертебральной зоне создает условие для развития остеопластических процессов, которые через 4-5 лет после имплантации прнвЬдят к формированию заднего спондилодеза.

• 6. Метод операции боковой напряженной полисегментарной эндокоррекции позвоночника при днспластическом сколиозе эффективен и безопасен для жизни ребенка. В результате, длительной эндокоррекции создается напряжение тканей позвоночника, которое определяет структурные восстановительные перестроечные процессы.

Рекомендации и предлоданнп практическому здравоохранению.

■ 1. Внедрение метода боковой напряженной.полисегмёнтарной эндокоррекции позвоночника при диспластиче'ском сколиозе у детей в практику ортопедических отделений клинических больниц Российской Федерации. • '

2. Показанием к операции является нестабильный диспластический сколиоз 3-4. степени тяжести, возникающий в пубертатном периоде.

Список научных работ, опубликованных по тодг диссертации.

1. Оперативная коррекция • позвоночника при длспластическпх сколиозах 3.степени поясничной локализации./ Актуальные вопросы детской травматологии и ортопедии. Санкт-Петербург. 1993. С. 71-72.

2. Проблемы преемственности комплексного лечения-диспластиче-скнх сколиозов у детей. / Материалы юбилейной конференции, посвященной 500-му заседанию научного хирургичесхого общества на Кавказских Минеральных Водах. Пятигорск,-1995.-С. 153-156.

3. Патогенетические аспекты развития торсни при диспластических сколиозах (поясничная локализация) ./Анналы травматологии и ортопедии.-1995. № 3.-С. 43-47.

4. Исследование внутренних напряжений моделей сколиотнчсскпх деформаций методом "фотоупругости" /Ставроп.гос.мед.акад. Ставрополь. 1996. - 10 с. Рук..деп. в ГЦНМБ № Д-25 196 от 17.06.96.

5. Влияние ванадиево-титановых сплавов на ткани организма. /Ставроп. гос.мед.акад. - Ставрополь, 1996. -8 с. Рук.деп.в ГЦНМБ № Д-25 197 от 17.06.96.

6. Методика боковой напряженной эндокоррекции позвоночника у детей при диспластических сколиозах 3-4 степени тяжести. /Ставроп.гос.мед.акад. - Ставрополь, 1996. - 7 с. Рук.деп. в ГЦНМБ № Д-25 195 от 17.06.96.

7. Математическое обоснование метода боковой напряженной эндокоррекции позвоночника при сколиозах у детей и параметров аппарата "Корректор позвоночника". /Ставроп. гос.мед.акад. - Ставрополь, 1996. - 9 с..Рук.деп. в ГЦНМБ № Д-25 ¡98 от 17.06.96.

8. "Корректор позвоночника" АС СССР № 1465041 от 15.11.88.

9. "Корректор позвоночника" АС СССР № 1544409 от 22.10.89.

10. "Устройство для скелетной коррекции позвоночника" АС СССР № 1560172 от 03.01.90.

11. "Корректор позвоночника" Положительное решение на выдачу патента на изобретение по заявке № 93-032642 /14/031324/ от 24.06.95.