RU220840U1 - Персонифицированный шаблон для резекции на уровне анатомической шейки плечевой кости при реверсивном эндопротезировании плечевого сустава - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использована для хирургических операций по реверсивному эндопротезированию плечевого сустава. Техническим результатом заявленной полезной модели является выполнение ровной безошибочной резекции плечевой кости в ходе хирургической операции за счет фиксации шаблона для резекции к диафизу плечевой кости и к головке плечевой кости по обе стороны от линии резекции. Кроме того, при использовании персонифицированного шаблона для резекции обеспечивается возможность уменьшения скелетирования плечевой кости и максимального сохранения собственной костной ткани диафиза плечевой кости пациента. Технический результат достигается тем, что персонифицированный шаблон для резекции на уровне анатомической шейки плечевой кости при реверсивном эндопротезировании плечевого сустава содержит корпус, включающий обращенную к плечевой кости контактную поверхность, конгруэнтную наружной поверхности участка проксимальной части плечевой кости, на который она накладывается; направляющий элемент для резекции, представляющий собой выполненную за одно целое с корпусом площадку со сквозным пазом прямоугольной формы для пилы, соответствующим планируемой линии резекции плечевой кости на уровне анатомической шейки. При этом положение направляющего элемента для резекции и паза для пилы определено с использованием компьютерного моделирования по результатам КТ-исследования плечевой кости пациента на предоперационном этапе и соответствует планируемой линии резекции плечевой кости. При этом в корпусе шаблона выполнены отверстия для спиц, выполненные с возможностью фиксации шаблона к диафизу плечевой кости и к головке плечевой кости с обеих сторон относительно линии резекции.

Персонифицированный шаблон для резекции на уровне анатомической шейки плечевой кости при реверсивном эндопротезировании плечевого сустава может быть спроектирован и выполнен с помощью компьютерного моделирования и 3D-печати из биосовместимого фотополимера.

Description

Полезная модель относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использована для хирургических операций по реверсивному эндопротезированию плечевого сустава.

Дегенеративные заболевания плечевого сустава различной этиологии, а также травматические его повреждения зачастую приводят к нарушению функций верхней конечности. Эндопротезирование в последнее время становится все более востребованной операцией при тяжелых повреждениях плечевого сустава. Существуют различные типы эндопротезов плечевого сустава: гемипротезы, монополярные, тотальные анатомические, а так же тотальные реверсивные эндопротезы. В клинической практике наиболее эффективным видом эндопротеза на сегодняшний день становится реверсивная модель, после установки которой у пациентов исчезает болевой синдром и возобновляется удовлетворительная амплитуда движений в плечевом суставе. Несмотря на определенный прогресс, при данном виде операции остается достаточно высокий риск послеоперационных осложнений при первичной операции, который может достигать по данным разных авторов от 7,5% до 49%. Одним из особо серьезных осложнений является нестабильность компонентов эндопротеза. Наиболее вероятная причина такого вида осложнения - некорректная установка компонентов эндопротеза во время операции.

Для решения эго вопроса производители эндопротезов публикуют техники установки своих изделий и зачастую предлагают использовать стандартные направители и шаблоны для позиционирования компонентов и резекции плечевой кости. Известен набор инструментов для ревизионного эндопротезирования Affinis 61.34.0250А, https://www.mathysmedical.com/Storages/User/Dokumente/Operationstechnik/Sc Schult/Affinis_Short/OP-Technik_Affinis_Short_RU_V02.pdf. При всех ее достоинствах, данная техника не является совершенной, так как не учитывает анатомически индивидуальные особенности структуры костей пациента. Как бы не был подобран стандартный направитель и шаблон по размеру и форме, он не будет идеально прилегать к поверхностям костей, что может привести к неточности при проведении резекции плечевой кости входе хирургической операции по реверсивному эндопротезированию. Кроме того, у пациентов с высокой степенью артроза плечевого сустава и выраженными костными деформациями и дефектами гленоидов, точная установка реверсивного эндопротеза при использовании стандартного предоперационного планирования затруднительна из-за проблем с визуализацией анатомических структур.

Как показывает современная хирургическая практика, оптимальным решением для точного позиционирования эндопротезов является применение компьютерного предоперационного 3D-планирования и индивидуального инструментария. Данная техника зарекомендовала себя как точный и универсальный метод позиционирования компонентов при реверсивном эндопротезировании плечевого сустава.

Известно «Ориентированное на пациента направляющее устройство плечевого сустава» (патент на изобретение US 2019336144 А1; МПК: А61В 17/15; А61В 17/17; А61В 17/80; А61В 34/10; A61F 2/46; 07.11.2019), включающее «колпачок, имеющий трехмерную контактную поверхность, настроенную в предоперационном плане с помощью компьютерной визуализации, чтобы она дополняла и точно совпадала с головкой плечевой кости проксимального отдела плечевой кости пациента. Направляющая для выравнивания включает в себя трубчатый элемент, отходящий от колпачка и образующий продольное направляющее отверстие для направления выравнивающего штифта в положение и ориентацию, характерные для пациента, определенные в предоперационном плане, и ориентирующий элемент на колпачке. Элемент ориентации предназначен для ориентации колпачка относительно головки плечевой кости, когда элемент ориентации совмещен с ориентиром проксимального отдела плечевой кости.

Техническим результатом заявленной полезной модели является выполнение ровной безошибочной резекции плечевой кости в ходе хирургической операции за счет фиксации шаблона для опила плечевой кости по обе стороны от линии резекции: к диафизу плечевой кости и к головке плечевой кости. Кроме того, при использовании персонифицированного шаблона для резекции обеспечивается возможность уменьшения скелетирования плечевой кости и максимального сохранения собственной костной ткани диафиза плечевой кости пациента.

Технический результат достигается тем, что персонифицированный шаблон для резекции на уровне анатомической шейки плечевой кости при реверсивном эндопротезировании плечевого сустава содержит корпус, включающий обращенную к плечевой кости контактную поверхность, конгруэнтную наружной поверхности участка проксимальной части плечевой кости, на который она накладывается; направляющий элемент для резекции, представляющий собой выполненную за одно целое с корпусом площадку со сквозным пазом прямоугольной формы для пилы, соответствующим планируемой линии резекции плечевой кости на уровне анатомической шейки. При этом положение направляющего элемента для резекции и паза для пилы определено с использованием компьютерного моделирования по результатам КТ-исследования плечевой кости пациента на предоперационном этапе и соответствует планируемой линии резекции плечевой кости. При этом в корпусе шаблона выполнены отверстия для спиц, выполненные с возможностью фиксации шаблона к диафизу плечевой кости и к головке плечевой кости с обеих сторон относительно линии резекции.

Полезная модель поясняется рисунками.

На фиг. 1 представлен персонифицированный шаблон для резекции на уровне анатомической шейки плечевой кости при реверсивном эндопротезировании плечевого сустава, где 1 - персонифицированный шаблон для резекции; 2 - корпус шаблона; 3 - контактная поверхность корпуса 2 шаблона, обращенная к плечевой кости, 4 - направляющий элемент для резекции, в котором выполнен сквозной паз 5 прямоугольной формы для пилы; положение направляющего элемента 4 для резекции и паза 5 для пилы определяется с использованием компьютерного моделирования по результатам КТ-исследования плечевой кости и соответствует планируемой линии резекции кости, находящейся в данном примере на пунктирной линии 6. Корпус 2 шаблона 1 выполнен с отверстиями 3 для спиц 8, которыми шаблон фиксируется к диафизу и головке плечевой кости с обеих сторон относительно линии резекции 6.

На фиг. 2 представлено позиционирование персонифицированного шаблона для резекции 1 на область плечевой кости, где будет выполняться ее резекция. Шаблон 1 накладывается на плечевую кость и фиксируется установленными в отверстия 7 корпуса 2 спицами 8, удаляемый фрагмент 9 плечевой кости выделен красным цветом. Положение паза 5 для хирургической пилы в направляющем элементе 4 соответствует планируемой линии резекции 6 плечевой кости и определено с помощью компьютерного моделирования по результатам КТ-исследования плечевой кости пациента.

Как показано на фиг. 1 персонифицированный шаблон 1 для резекции на уровне анатомической шейки при реверсивном эндопротезировании плечевого сустава содержит корпус 2, включающий обращенную к кости контактную поверхность 3. При этом обращенная к кости контактная поверхность 3 корпуса конгруэнтна наружной поверхности участка проксимальной части плечевой кости, на который она накладывается. Корпус 2 персонифицированного шаблона для резекции 1 также содержит направляющий элемент 4 для резекции, представляющий собой площадку со сквозным пазом 4 прямоугольной формы для пилы, выполненную за одно целое с корпусом. При этом положение направляющего элемента 4 для резекции и паза 5 для пилы определяется на предоперационном этапе с использованием компьютерного моделирования по результатам КТ-исследования плечевой кости пациента. В корпусе 2 шаблона 1 выполнены отверстия 7 для спиц 8, выполненные с возможностью фиксации шаблона к диафизу плечевой кости и к головке плечевой кости с двух сторон относительно линии резекции.

Как показано на фиг. 2 в данном примере персонифицированный шаблон для резекции 1 накладывают по передневнутренней поверхности, от большого бугорка по анатомической шейке согласно шеечно-диафизарному углу в 135° и фиксируют на плечевой кости спицами 8 через отверстия 7, выполненные в корпусе 2. При этом, шаблон 1 фиксируется спицами по обе стороны от линии резекции 6: к диафизу плечевой кости и к головке плечевой кости, таким образом, чтобы исключить смещение удаляемого фрагмента плечевой кости в ходе проведения опила. Положение направляющего элемента 4 с прямоугольным пазом 5 соответствует размеченной в ходе предоперационного планирования линии резекции 6 на основе компьютерного моделирования по результатам КТ-исследования плечевой кости пациента. Удаляемый фрагмент 9 плечевой кости выделен красным цветом.

Полезная модель используется следующим образом.

На предоперационном этапе на основе проведенного МСКТ-исследования плечевого сустава, диафиза плечевой кости с захватом локтевого сустава проводят 3D моделирование с определением костных ориентиров на лопатке и на плечевой кости. В соответствии с хирургической методикой для расположения плечевого компонента в 3D модели плечевой кости создают плоскость относительно 3-х точек: двух краев надмыщелков плечевой кости и центра диафиза. Перпендикулярно ей выстраивают плоскость, проходящую через центр диафиза плечевой кости. Далее задают ретроверсию плечевой кости в 20°. После ее поворота плоскость мыщелков наклоняют на 135° относительно центральной оси. В итоге размечают оптимальную линию резекции плечевой кости. Далее в соответствии с предоперационным планированием с использованием 3D-принтера изготавливают персонифицированный шаблон для резекции на уровне анатомической шейки плечевой кости, который выполняется со сквозным прямоугольным пазом для пилы, соответствующим запланированной оптимальной линии резекции плечевой кости на уровне анатомической шейки. Затем в соответствии с предоперационным планированием выполняют доступ к головке плечевой кости, скелетизируют ее. Шаблон для резекции накладывают по передневнутренней поверхности, от большого бугорка по анатомической шейке согласно шеечно-диафизарному углу в 135°. Далее шаблон фиксируют на плечевой кости спицами с обеих сторон от линии резекции к диафизу плечевой кости и к головке плечевой кости. Затем через паз в шаблоне выполняют опил кости и удаляют фрагмент кости. После чего удаляют шаблон и выполняют дальнейшую установку компонентов реверсивного эндопротеза.

Выполнение контактной поверхности корпуса персонифицированного шаблона для резекции на уровне анатомической шейки плечевой кости при реверсивном эндопротезировании плечевого сустава конгруэнтной наружной поверхности участка проксимальной части плечевой кости, на который она накладывается, позволяет точно позиционировать шаблон к кости и надежно зафиксировать его. При этом проведение предоперационного планирования с помощью компьютерного 3D-моделирования позволяет в полном объеме оценить индивидуальную анатомию плечевого сустава пациента и качественно распланировать положение линии резекции плечевой кости.

За счет фиксации шаблона для резекции с обеих сторон относительно линии резекции: к диафизу плечевой кости и к головке плечевой кости, исключается риск смещения удаляемого фрагмента головки плечевой кости в ходе резекции, что позволяет безошибочно выполнить ровный опил плечевой кости. За счет того, что фиксация шаблона осуществляется с обеих сторон от линии резекции, обеспечивается возможность уменьшения скелетизирования плечевой кости в ходе хирургической операции и максимального сохранения собственной костной ткани диафиза плечевой кости пациента.

Персонифицированный шаблон для резекции на уровне анатомической шейки плечевой кости при реверсивном эндопротезировании плечевого сустава выполнен методом 3D-печати из биосовместимого и сертифицированного для медицинского применения фотополимера. Преимуществами данного материала перед другими являются его низкая усадка при остывании, высокая твердость и высокая прочность на растяжение, низкая вязкость. Благодаря свойствам данного материала обеспечивается максимальная точность исполнения шаблона при минимальном времени в процессе его 3D-печати.

Таким образом, существенные признаки данной полезной модели обеспечивают достижение заявленного технического результата.

Claims (3)

1. Персонифицированный шаблон для резекции на уровне анатомической шейки плечевой кости при реверсивном эндопротезировании плечевого сустава, содержащий корпус, включающий обращенную к плечевой кости контактную поверхность, конгруэнтную наружной поверхности участка проксимальной части плечевой кости, на который она накладывается, направляющий элемент для резекции, представляющий собой выполненную за одно целое с корпусом площадку со сквозным пазом прямоугольной формы для пилы соответствующим планируемой линии резекции плечевой кости на уровне анатомической шейки; при этом положение направляющего элемента для резекции и паза для пилы определено с использованием компьютерного моделирования по результатам КТ-исследования плечевой кости и соответствует планируемой линии резекции плечевой кости, в корпусе шаблона выполнены отверстия для спиц, выполненные с возможностью фиксации шаблона к диафизу плечевой кости и к головке плечевой кости с обеих сторон относительно линии резекции.

2. Шаблон по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с использованием компьютерного моделирования и 3D-печати.

3. Шаблон по пп. 1, 2, отличающийся тем, что выполнен из биосовместимого фотополимера.