RU2441617C1 - Method for removal of femoral bone with simultaneous restoration of biomechanical limb axle - Google Patents
Method for removal of femoral bone with simultaneous restoration of biomechanical limb axle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2441617C1 RU2441617C1 RU2010130609/14A RU2010130609A RU2441617C1 RU 2441617 C1 RU2441617 C1 RU 2441617C1 RU 2010130609/14 A RU2010130609/14 A RU 2010130609/14A RU 2010130609 A RU2010130609 A RU 2010130609A RU 2441617 C1 RU2441617 C1 RU 2441617C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- regenerate
- distraction
- angle
- rods
- femur
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и предназначено для удлинения бедренной кости с восстановлением биомеханических взаимоотношений сегментов конечности у детей и подростков.The invention relates to medicine, namely to traumatology and orthopedics, and is intended to lengthen the femur with the restoration of biomechanical relationships of limb segments in children and adolescents.
В настоящее время удлинение бедренной кости проводится с применением различных методик. Условно все применяемые методы характеризуются наложением опор аппарата на каждый из фрагментов кости, проведением, в последующем, остеотомии и дозированной дистракции со стабилизацией аппарата. Известен способ удлинения бедра, выбранный нами в качестве прототипа, включающий наложение опор аппарата на каждый из фрагментов кости, в зависимости от сохранности анатомической оси бедра или биомеханической оси конечности, и последующую остеотомию и дистракцию [1]. Однако при сохранной биомеханической оси конечности и анатомической оси бедра к окончанию удлинения происходит нарушение биомеханических взаимоотношений в суставах нижней конечности. Нарушения в виде отклонения голени на стороне удлинения кнаружи приводят к перегрузке отдельных участков суставной поверхности и дегенеративно-дистрофическим нарушениям в коленных и голеностопных суставах, с развитием деформирующего артроза [2]. В этих случаях авторы рекомендуют удлинять бедро в надмыщелковой зоне с тем, чтобы одновременно корригировать вальгусное отклонение голени, но при удлинении бедра в этой зоне отмечаются частые осложнения в виде миофасциотенодеза, контрактур коленных суставов [3]. Поэтому формирование дистракционного регенерата производят на границе средней трети - верхней трети бедренной кости [4].Currently, lengthening of the femur is carried out using various techniques. Conventionally, all the methods used are characterized by the imposition of the apparatus supports on each of the bone fragments, subsequent, osteotomy and dosed distraction with stabilization of the apparatus. There is a known method of hip lengthening, which we selected as a prototype, including the imposition of the apparatus supports on each of the bone fragments, depending on the safety of the anatomical axis of the thigh or the biomechanical axis of the limb, and subsequent osteotomy and distraction [1]. However, with a preserved biomechanical axis of the limb and the anatomical axis of the thigh, the biomechanical relationships in the joints of the lower limb are violated by the end of the lengthening. Violations in the form of deviation of the tibia on the elongation side outwardly lead to overload of certain sections of the articular surface and degenerative-dystrophic disorders in the knee and ankle joints, with the development of deforming arthrosis [2]. In these cases, the authors recommend lengthening the thigh in the supracondylar zone in order to simultaneously correct the valgus deviation of the lower leg, but when the thigh is lengthened, frequent complications in the form of myofasciotenodesis, contracture of the knee joints are noted [3]. Therefore, the formation of distraction regenerate is performed at the border of the middle third - the upper third of the femur [4].
Сущность изобретения заключается в совокупности существенных признаков, достаточной для достижения искомого технического результата, состоящего в удлинении бедренной кости с восстановлением правильного взаимоотношения сегментов нижней конечности в сагиттальной и фронтальной плоскости, без дополнительного оперативного вмешательства, при улучшении исходов лечения, снижении травматичности, с повышением комфортности для больного в период лечения.The essence of the invention lies in the combination of essential features sufficient to achieve the desired technical result, consisting in lengthening of the femur with restoration of the correct relationship of segments of the lower limb in the sagittal and frontal plane, without additional surgical intervention, while improving treatment outcomes, reducing trauma, and increasing comfort for patient during the treatment period.
Сущность способа удлинения бедренной кости с одновременным восстановлением биомеханической оси конечности включает наложение опор аппарата на внутрикостных стержнях на каждый из фрагментов кости, выполнение кортикотомии и последующую дозированную дистракцию. Перед операцией по результатам рентгенографии обеих нижних конечностей, выполненной на одной пленке в прямой проекции и в боковой - на другой, выявляют абсолютное укорочение бедренной кости и положение анатомической и биомеханической осей конечности. В проксимальный отдел бедра, с латеральной стороны, вводят два внутрикостных стержня. Каждый из стержней вводят под углом 90 градусов к кости таким образом, чтобы верхний внутрикостный стержень располагался ниже зоны роста большого вертела, а нижний - выше линии предполагаемой кортикотомии. На дистальном отделе бедра внутрикостные стержни располагают соответственно: верхний ниже линии остеотомии, нижний - выше зоны роста мыщелков бедра. На каждом фрагменте кости стержни располагаются под углом друг к другу, центрируют аппарат таким образом, чтобы последний находился строго параллельно оси бедренной кости в двух плоскостях. После монтажа дистальную и проксимальную опоры соединяют между собой с помощью пары латеральных, относительно бедра, резьбовых штанг и пары медиальных штанг, выполненных составными. Обе части медиальных штанг соединяют между собой шарнирами, которые устанавливают ниже линии кортикотомии, на расстоянии, равном половине длины предполагаемого дистракционного регенерата. Производят кортикотомию в средней трети - верхней трети бедренной кости. Стабилизируют системы аппарата, выполняют контрольную рентгенографию. В послеоперационном периоде, на 5-6 день, осуществляют дозированную дистракцию по всем резьбовым штангам аппарата, производя гайками обороты на нижней опоре. По окончании формирования дистракционного регенерата выполняют контрольную рентгенографию, определяют взаимоотношение анатомических и биомеханических осей сегментов конечности.The essence of the method of lengthening the femur with the simultaneous restoration of the biomechanical axis of the limb includes the imposition of the apparatus supports on the intraosseous rods on each of the bone fragments, performing a corticotomy and subsequent dosed distraction. Before the operation, according to the results of x-ray analysis of both lower extremities, performed on one film in a direct projection and in the lateral - on the other, the absolute shortening of the femur and the position of the anatomical and biomechanical axes of the limb are revealed. Two intraosseous rods are inserted into the proximal femur from the lateral side. Each of the rods is injected at an angle of 90 degrees to the bone so that the upper intraosseous rod is located below the growth zone of the greater trochanter, and the lower is above the line of the proposed corticotomy. In the distal femur, the intraosseous rods are positioned accordingly: the upper is below the osteotomy line, the lower is above the growth zone of the femoral condyles. On each bone fragment, the rods are located at an angle to each other, center the apparatus so that the latter is strictly parallel to the axis of the femur in two planes. After installation, the distal and proximal supports are interconnected using a pair of lateral, relative to the thigh, threaded rods and a pair of medial rods made integral. Both parts of the medial rods are connected by hinges, which are installed below the corticotomy line, at a distance equal to half the length of the proposed distraction regenerate. A corticotomy is performed in the middle third - upper third of the femur. They stabilize the system of the apparatus, perform control radiography. In the postoperative period, on days 5-6, dosed distraction is performed on all threaded rods of the apparatus, producing revolutions on the lower support with nuts. At the end of the formation of the distraction regenerate, control radiography is performed, and the relationship between the anatomical and biomechanical axes of the limb segments is determined.
Восстановление биомеханической оси конечности производят путем коррекции дистракционного регенерата на угол, зависящий от длины сформированного регенерата, используя заранее построенную зависимость величины угла коррекции сформированного регенерата от длины этого регенерата 
гдеWhere
∠β - угол коррекции сформированного регенерата;∠β is the correction angle of the formed regenerate;
∠α - угол, образованный между биомеханической осью конечности и анатомической осью бедра;∠α is the angle formed between the biomechanical axis of the limb and the anatomical axis of the thigh;
k - коэффициент удлинения бедра, равный отношению между удлинением и исходной длиной конечности;k is the coefficient of hip lengthening, equal to the ratio between the lengthening and the initial limb length;
q - уровень остеотомии и может составлять от 2/3 до 1/2, q is the level of osteotomy and can be from 2/3 to 1/2,
коррекцию регенерата проводят дистракцией по латеральным штангам, используя зависимость количества оборотов гайки от угла деформации дистракционного регенерата 
гдеWhere
x - количество оборотов гайки;x is the number of revolutions of the nut;
∠γ определяется из условия tgγ=d/h;∠γ is determined from the condition tgγ = d / h;
d - расстояние между медиальными и латеральными штангами в мм;d is the distance between the medial and lateral rods in mm;
h - расстояние от оси шарнира, соединяющего медиальные штанги, до точки соединения с опорой в мм;h is the distance from the axis of the hinge connecting the medial rods to the connection point with the support in mm;
∠β - угол коррекции сформированного регенерата.∠β is the correction angle of the formed regenerate.
Коррекцию в сагиттальной плоскости производят за счет применения в аппарате сферических гаек и отверстий с двухсторонней зенковкой в концевых отделах опор.Correction in the sagittal plane is carried out by using spherical nuts and holes with a two-sided countersink in the end sections of the supports in the apparatus.
Рентгенографию обеих нижних конечностей в прямой проекции на одной пленке, в боковой проекции - на другой выполняют для выявления абсолютного укорочения бедренной кости и положения анатомической и биомеханической осей конечности. При подготовке к операции необходимо правильно оценивать биомеханическое состояние опорно-двигательного аппарата, прогнозировать те изменения, которые могут произойти при удлинении бедра на определенную величину.Radiography of both lower extremities in a direct projection on one film, in a lateral projection - on the other is performed to detect the absolute shortening of the femur and the position of the anatomical and biomechanical axes of the limb. In preparation for the operation, it is necessary to correctly assess the biomechanical condition of the musculoskeletal system, to predict the changes that can occur with lengthening of the thigh by a certain amount.
В проксимальный отдел бедра, с латеральной стороны, вводят два внутрикостных стержня, каждый под углом 90 градусов к кости таким образом, чтобы верхний внутрикостный стержень располагался ниже зоны роста большого вертела, а нижний - выше линии предполагаемой кортикотомии. На дистальном отделе бедра внутрикостные стержни располагают соответственно: верхний ниже линии кортикотомии, нижний - выше зоны роста мыщелков бедра. На каждом фрагменте кости стержни располагаются под углом друг к другу. Пространственное разнесение стержней усиливает жесткость конструкции и обеспечивает возможность управления положением фрагментов в пространстве с целью коррекции положения оси конечности.From the lateral side, two intraosseous rods are inserted into the proximal femur, each at an angle of 90 degrees to the bone so that the upper intraosseous rod is located below the growth zone of the greater trochanter, and the lower one is above the line of the proposed corticotomy. On the distal femur, the intraosseous rods are positioned accordingly: the upper is below the corticotomy line, the lower is above the growth zone of the femoral condyles. On each bone fragment, the rods are angled to each other. Spatial separation of the rods enhances the rigidity of the structure and provides the ability to control the position of the fragments in space in order to correct the position of the axis of the limb.
Центрация аппарата строго параллельно оси бедренной кости в двух плоскостях позволяет формировать регенерат строго вдоль оси конечности.The centering of the apparatus strictly parallel to the axis of the femur in two planes allows the regenerate to be formed strictly along the axis of the limb.
Выполнение каждой медиальной штанги из двух частей, соединенных шарниром, обеспечивает возможность создания заданного дистракционного регенерата с необходимыми пространственными углами. Регенерат такой формы необходим для восстановления биомеханической оси нижней конечности, а также для профилактики развития варусной деформации дистракционного регенерата. Благодаря шарнирам, установленным между опорами на медиальных штангах, исключается необходимость перемонтировки аппарата внешней фиксации, которая обычно требует проведения повторного наркоза.The implementation of each medial rod of two parts connected by a hinge, provides the ability to create a given distraction regenerate with the necessary spatial angles. A regenerate of this form is necessary to restore the biomechanical axis of the lower limb, as well as to prevent the development of varus deformity of the distraction regenerate. Thanks to the hinges installed between the supports on the medial rods, the need for remounting the external fixation apparatus, which usually requires repeated anesthesia, is eliminated.
Шарниры устанавливают ниже линии кортикотомии на расстоянии, равном половине длины предполагаемого дистракционного регенерата, для того, чтобы после удлинения бедра на предполагаемую величину они находились на середине сформированного дистракционного регенерата.The hinges are set below the corticotomy line at a distance equal to half the length of the proposed distraction regenerate, so that after lengthening the hips by the expected value, they are in the middle of the formed distraction regenerate.
Кортикотомия в средней трети-верхней трети бедренной кости обеспечивает малую травматичность. Сохраняется костный мозг и внутрикостные сосуды, а также питание кости со стороны периостальных тканей. В этих условиях процесс репарации идет быстрее, и сроки фиксации в аппарате сокращаются. Снижается вероятность возникновения миофасциотенодеза, контрактуры коленного сустава.A corticotomy in the middle third-upper third of the femur provides low invasiveness. Bone marrow and intraosseous vessels are preserved, as well as bone nutrition from the side of periosteal tissues. Under these conditions, the repair process is faster, and the fixation time in the apparatus is reduced. The likelihood of myofasciotenodesis, contracture of the knee joint is reduced.
После анализа результатов рентгенографии, при необходимости, восстанавливают биомеханическую ось конечности путем коррекции дистракционного регенерата, используя графическую зависимость величины угла коррекции сформированного регенерата от его длины. Для каждого аппарата значения величин вычисляют по параметрам конкретного устройства с использованием формулы [а] и строится графическая зависимость. Выведенная нами эмпирическая зависимость величины угла коррекции сформированного регенерата от его длины облегчает работу травматолога, а применение на практике графика этой зависимости позволяет снизить осложнения при удлинении бедра.After analyzing the results of x-ray, if necessary, restore the biomechanical axis of the limb by correcting the distraction regenerate using the graphical dependence of the correction angle of the formed regenerate on its length. For each apparatus, the values are calculated according to the parameters of a particular device using the formula [a] and a graphical dependence is constructed. The empirical dependence of the angle of correction of the formed regenerate that we derived on its length facilitates the work of a traumatologist, and the practical application of a graph of this dependence allows one to reduce complications during hip lengthening.
Рассмотрим на схеме те изменения, которые происходят при удлинении бедра по анатомической оси. По рентгенограмме определим длину укороченного бедра L, обозначенную на Фиг.1а как АС, т.е. L=AC; ВС - биомеханическая ось конечности, она образует с анатомической осью бедра угол α; ∠АСВ=∠α, который в норме составляет 7°±2°, но для каждого конкретного случая определяется по рентгенограмме здоровой конечности. Рассмотрим треугольник ABC, в котором АВ=ACsinα - это величина, которая остается неизменной после удлинения конечности, т.к. является перпендикуляром, идущим от верхней границы большого вертела к биомеханической оси конечности. Длина конечности после удлинения равна отрезку A1C=L+kL, где k - коэффициент удлинения бедра, равный отношению между удлинением и исходной длиной конечности (см. Фиг.1b). Известно, что максимально возможное удлинение бедра составляет до 30% от длины конечности [5], т.е. k≤0,3. При удлинении бедра рассматриваемый треугольник ABC преобразуется в треугольник А1В1С, в котором ОС - расстояние от центра сформированного регенерата до середины коленного сустава. Следовательно, OC=qL+kL/2, где q - уровень остеотомии и может составлять от 2/3 до 1/2. Обозначим отрезком A1O расстояние от середины сформированного регенерата до верхней границы большого вертела бедренной кости,Let us consider in the diagram those changes that occur when the hip is lengthened along the anatomical axis. From the roentgenogram, we determine the length of the shortened thigh L, designated in Fig.1a as AC, i.e. L = AC; BC - the biomechanical axis of the limb, it forms an angle α with the anatomical axis of the thigh; ∠ASB = ∠α, which is normally 7 ° ± 2 °, but for each specific case is determined by the radiograph of a healthy limb. Consider the triangle ABC, in which AB = ACsinα is a value that remains unchanged after lengthening the limb, because is a perpendicular going from the upper border of the greater trochanter to the biomechanical axis of the limb. The limb length after lengthening is equal to the segment A 1 C = L + kL, where k is the coefficient of hip lengthening equal to the ratio between the lengthening and the initial limb length (see Fig. 1b). It is known that the maximum possible lengthening of the thigh is up to 30% of the length of the limb [5], i.e. k≤0.3. When the hip is lengthened, the triangle ABC under consideration is transformed into triangle A 1 B 1 C, in which the OS is the distance from the center of the regenerate formed to the middle of the knee joint. Therefore, OC = qL + kL / 2, where q is the level of osteotomy and can range from 2/3 to 1/2. Let A 1 O denote the distance from the middle of the regenerate formed to the upper border of the greater trochanter of the femur,
тогда A1O=A1C-OC=(1-q)L+kL/2. После проведения коррекции оси конечности треугольник A1B1C займет положение A'1B'1C. Так как расстояние от механической оси конечности до верхней границы вертела бедра после удлинения остается прежним, то:then A 1 O = A 1 C-OC = (1-q) L + kL / 2. After correcting the axis of the limb, the triangle A 1 B 1 C will take the position A ' 1 B' 1 C. Since the distance from the mechanical axis of the limb to the upper border of the trochanter of the thigh remains the same after lengthening, then:
АВ=A1B1=А1'В1'=A1'D+DB1'=А1'Osin(α-β)+ОСsinα,AB = A 1 B 1 = A 1 'B 1 ' = A 1 'D + DB 1 ' = A 1 'Osin (α-β) + OS sinα,
где DB1'=ОЕ=ОСsinα, а точка D является точкой пересечения перпендикуляра, опущенного из центра сформированного регенерата на A'1B'1, а ОЕ - перпендикуляр, опущенный на механическую ось конечности.where DB 1 '= ОЕ = ОСsinα, and point D is the intersection point of the perpendicular dropped from the center of the formed regenerate to A' 1 B ' 1 , and ОЕ is the perpendicular lowered onto the mechanical axis of the limb.
∠β=∠A1OA1' - угол коррекции сформированного регенерата; теперь Lsinα=(qL+kL/2)sinα+((1-q)L+kL/2)sin(α-β). Решая уравнение относительно ∠β, получим:∠β = ∠A 1 OA 1 '- correction angle of the formed regenerate; now Lsinα = (qL + kL / 2) sinα + ((1-q) L + kL / 2) sin (α-β). Solving the equation for ∠β, we obtain:
Например, при q=2/3 ∠α=6,85*π/180 и k≤0,3 получаем зависимость ∠β от k, приведенную на Фиг.2. Эта зависимость наглядно показывает величину угла, на которую нужно корректировать дистракционный регенерат, при удлинении бедра на известную величину, заданную как отношение удлинения к исходной длине конечности. Например: при удлинении на 15% от длины сегмента угол коррекции регенерата будет 2,5°; при удлинении на 30% этот угол составит ≈4°. Для каждой компоновки аппарата внешней фиксации угол коррекции вычисляется подстановкой соответствующих данных в формулу [а].For example, for q = 2/3 ∠α = 6.85 * π / 180 and k≤0.3, we obtain the dependence of ∠β on k shown in Fig. 2. This dependence clearly shows the angle by which the distraction regenerate needs to be adjusted, when the hip is lengthened by a known value, given as the ratio of the elongation to the original limb length. For example: with an elongation of 15% of the segment length, the angle of the regenerate correction will be 2.5 °; with an elongation of 30%, this angle will be ≈4 °. For each arrangement of the external fixation apparatus, the correction angle is calculated by substituting the corresponding data in the formula [a].
Коррекцию регенерата на вычисленный угол проводят дистракцией по латеральным штангам, используя зависимость количества оборотов гайки от угла деформации дистракционного регенерата. Нами определено соответствие между углом коррекции дистракционного регенерата и необходимым для его получения числом оборотов гайки по латеральной штанге. Иллюстрация к расчетам приведена на Фиг.3, где условно показано расположение латеральной штанги аппарата относительно медиальной штанги, состоящей из двух частей, соединенных шарниром. Обозначим точку соединения латеральной штанги с опорой через F, а медиальной штанги с опорой - М, тогда расстояние между медиальными и латеральными штангами FM=d, оно равно расстоянию между центрами отверстий на опорах и в нашем случае d=22 мм.Correction of the regenerate to the calculated angle is carried out by distraction along the lateral rods, using the dependence of the number of revolutions of the nut on the angle of deformation of the distraction regenerate. We have determined the correspondence between the angle of correction of the distraction regenerate and the number of revolutions of the nut on the lateral rod necessary to obtain it. An illustration of the calculations is shown in figure 3, which conventionally shows the location of the lateral rod of the apparatus relative to the medial rod, consisting of two parts connected by a hinge. We denote the connection point of the lateral rod with the support by F, and the medial rod with the support by M, then the distance between the medial and lateral rods is FM = d, it is equal to the distance between the centers of the holes on the supports and in our case d = 22 mm.
Расстояние от оси шарнира O1, соединяющего медиальные штанги, до точки М - точки соединения с опорой обозначим h, оно измеряется перед расчетами. Рассмотрим треугольник FMO1, образованный медиальной штангой, опорой и линией соединения латеральной штанги с опорой F и центром шарнира на медиальной штанге O1. При дистракции по латеральным штангам происходит изгиб медиальной штанги за счет соединяющего шарнира O1, следовательно, треугольник FMO1 переместится и займет положение F1M1O1. Чтобы определить количество необходимых оборотов гайки при коррекции регенерата, нужно определить ее линейное перемещение по латеральной штанге. Известно, что один оборот гайки по штанге равен ее линейному перемещению на 1 мм. Обозначим перемещение гайки через x. Из треугольника F1HG, где F1H - линейное перемещение гайки по латеральной штанге, точка G - точка пересечения FM с F1O1, имеем: The distance from the axis of the hinge O 1 connecting the medial rods to the point M - the connection point with the support is denoted by h, it is measured before calculations. Consider the triangle FMO 1 , formed by the medial rod, support and the connection line of the lateral rod with support F and the center of the hinge on the medial rod O 1 . During distraction along lateral rods, the medial rod is bent due to the connecting hinge O 1 , therefore, the triangle FMO 1 will move and take the position F 1 M 1 O 1 . To determine the number of required revolutions of the nut during the regenerate correction, it is necessary to determine its linear displacement along the lateral rod. It is known that one revolution of the nut on the rod is equal to its linear movement by 1 mm. Denote the movement of the nut by x. From the triangle F 1 HG, where F 1 H is the linear movement of the nut along the lateral rod, point G is the intersection point of FM with F 1 O 1 , we have:
х=F1H=F1Gsin∠F1GH; F1G=F1O1-GO1, F1O1=h/cosγ, GO1=h/cos(γ-β), sin∠F1GH=cos(γ-β). Следовательно,
где ∠γ определяется из условия tgγ=d/h.where ∠γ is determined from the condition tgγ = d / h.
Зависимость x от ∠β при h=40, d=22 приведена на Фиг.4. Для каждого аппарата вычисляют необходимые значения величин по конкретным параметрам устройства с использованием формулы [b].The dependence of x on ∠β at h = 40, d = 22 is shown in Fig. 4. For each apparatus, the necessary values of the quantities are calculated for the specific parameters of the device using the formula [b].
Коррекцию в сагиттальной плоскости производят за счет отверстий с двухсторонней зенковкой в концевых отделах пластин. Отверстия в опорах, предназначенные для установки в них латеральных резьбовых штанг, имеют сферическую зенковку, которая обеспечивает, при взаимодействии со сферической контактной поверхностью гайки, возможность наклона штанги относительно опоры под углом в пределах 15-20°, достаточным для восстановления биомеханической оси конечности в сагиттальной плоскости. Фиксация опор на штангах сферическими гайками обеспечивает поворот одной опоры относительно другой без дополнительных шарниров, поскольку контакт между опорой и каждой гайкой происходит не по плоскости, как при использовании обычных гаек, а по поверхности сферической фаски и шаровой поверхности гайки. Восстановление биомеханической оси конечности исключает такие осложнения, как нарушение биомеханических взаимоотношений в суставах нижней конечности. Нарушения в виде отклонения голени на стороне удлинения кнаружи приводят к перегрузке отдельных участков суставной поверхности и дегенеративно-дистрофическим нарушениям в коленных и голеностопных суставах с развитием деформирующего артроза.Correction in the sagittal plane is carried out by holes with a two-sided countersink in the end sections of the plates. The holes in the supports intended for installation of lateral threaded rods in them have a spherical countersink, which provides, when interacting with the spherical contact surface of the nut, the possibility of tilting the rod relative to the support at an angle of 15-20 °, sufficient to restore the biomechanical axis of the limb in the sagittal the plane. Fixing the supports on the rods with spherical nuts ensures the rotation of one support relative to another without additional hinges, since the contact between the support and each nut does not occur on a plane, as with ordinary nuts, but on the surface of the spherical chamfer and the ball surface of the nut. Restoring the biomechanical axis of the limb eliminates complications such as a violation of the biomechanical relationships in the joints of the lower limb. Violations in the form of deviation of the lower leg on the elongation side outwardly lead to overload of certain sections of the articular surface and degenerative-dystrophic disorders in the knee and ankle joints with the development of deforming arthrosis.
Способ поясняется на приведенных чертежах, гдеThe method is illustrated in the drawings, where
на Фиг.1а показана бедренная кость до удлинения;on figa shows the femur to elongation;
на Фиг.1b - вид бедренной кости после удлинения и с восстановленной биомеханической осью;Fig.1b is a view of the femur after lengthening and with the restored biomechanical axis;
на Фиг.2 - графическая зависимость угла коррекции дистракционного регенерата от длины регенерата, где по вертикальной оси отложена величина угла β, а по горизонтальной оси - коэффициент k - отношение удлинения к исходной длине конечности;figure 2 is a graphical dependence of the correction angle of the distraction regenerate on the length of the regenerate, where the angle β is plotted along the vertical axis, and the coefficient k is the elongation to the initial limb length along the horizontal axis;
на Фиг.3 - схема взаимного расположения латеральных штанг и медиальных штанг с шарнирами;figure 3 is a diagram of the mutual arrangement of lateral rods and medial rods with hinges;
на Фиг.4 - графическая зависимость величины угла коррекции дистракционного регенерата от оборотов гайки по латеральной штанге, где по вертикальной оси указано количество оборотов гайки (линейное перемещение), а по горизонтальной - угол β;figure 4 is a graphical dependence of the angle of correction of the distraction regenerate from the revolutions of the nut on the lateral rod, where the vertical axis indicates the number of revolutions of the nut (linear movement), and the horizontal angle β;
на Фиг.5 показано формирование дистракционного регенерата с помощью стержневого аппарата.figure 5 shows the formation of distraction regenerate using a rod apparatus.
Устройство (Фиг.5), с помощью которого осуществляется способ, содержит опоры 1, выполненные в виде пластин, изогнутых по радиусу в собственной плоскости и отогнутых в этой плоскости в виде выступов 2 от концевых отделов пластины в сторону ее выпуклости. Опоры аппарата 1 соединены между собой с помощью латеральных, по отношению к бедру, резьбовых штанг 3 и медиальных - 4. Латеральные штанги 3 располагаются в отверстиях, расположенных в выступах пластин 1, имеющих сферическую зенковку, и зафиксированы в них посредством гаек 5, имеющих сферические контактные поверхности. Резьбовые медиальные штанги 4, выполненные из двух штанг, соединены шарниром 6, состоящим из двух кронштейнов со смещенной относительно центра оси плоскостью комплекта аппаратов Илизарова. Шарнир 6 имеет возможность регулирования и фиксации болтом 7 в гайке 8. Медиальные штанги 4 установлены в отверстиях концевых отделов пластин и соединяются с опорами 1 гайками 9. Аппарат фиксируется на бедренной кости внутрикостными стержнями 10-13.The device (Figure 5), with which the method is carried out, contains
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Перед операцией производят рентгенографию обеих нижних конечностей с целью выявления абсолютного укорочения бедренной кости и положения анатомической и биомеханической осей конечности в прямой проекции на одной пленке и в боковой - на другой. В проксимальный отдел бедра с латеральной стороны, строго во фронтальной плоскости, вводят внутрикостный стержень 10 под углом 90° градусов к кости таким образом, чтобы он располагался ниже зоны роста большого вертела, но выше линии кортикотомии. Соответственно, на дистальном отделе бедра внутрикостный стержень 11 вводят ниже линии кортикотомии в той же плоскости, но выше зоны роста мыщелков бедра. После монтажа дистальной и проксимальной опор на внутрикостных стержнях 10 и 11 опоры соединяют между собой с помощью двух пар резьбовых штанг 3 и 4. Медиальные штанги 3 выполнены составными, каждая из двух штанг, соединены шарниром 6, состоящим из двух кронштейнов со смещенной относительно центра оси плоскостью, комплекта аппаратов Илизарова, с возможностью регулирования и фиксации в месте стыка болтом 7 в гайке 8. Установку этих штаг производят так, чтобы шарнир располагался ниже линии предполагаемой кортикотомии на расстоянии, равном половине длины предполагаемого дистракционного регенерата, центрируют аппарат таким образом, чтобы последний находился строго параллельно оси бедренной кости в двух плоскостях. После этого производят введение стержней 12 и 13, ниже или выше установленных стержней 10 и 11, с пространственным «закосом» относительно них. Таким введением стержней достигается достаточная жесткость конструкции при условии сохранения параллельного расположения аппарата относительно оси бедренной кости. Данный прием достигается за счет выполнения пластин и пазов для установки стержнефиксаторов в виде дуг окружностей, центр которых совпадает с осью бедра, что обеспечивает направление дистракционного усилия вдоль оси удлиняемого бедра.Before the operation, X-rays of both lower extremities are performed in order to reveal the absolute shortening of the femur and the position of the anatomical and biomechanical axes of the limb in direct projection on one film and in the lateral on the other. An
Производят кортикотомию в средней трети - верхней трети бедренной кости. В завершении операции ушивают рану, стабилизируют системы аппарата, выполняют контрольную рентгенографию и накладывают асептические повязки. В послеоперационном периоде, на 5-6 день, осуществляют дозированную дистракцию по резьбовым штангам 3 и 4 аппарата, производя гайками 5 и 9 на нижних опорах по 1/4 оборота 4 раза в день, через равные промежутки времени. Это соответствует темпу дистракции 1 мм в сутки. По окончании формирования дистракционного регенерата 10 выполняют контрольную рентгенографию, определяют взаимоотношение анатомических и механических осей сегментов конечности. Восстанавливают биомеханическую ось конечности путем коррекции дистракционного регенерата на угол, зависящий от длины сформированного регенерата, используя схему на Фиг.2, где отображено, на какой угол нужно корректировать регенерат при данной длине. Коррекцию регенерата проводят за счет дистракции по латеральным штангам, используя график, отображенный на Фиг.4, где показано, сколько оборотов гайки нужно сделать, для достижения нужного угла коррекции. Коррекцию в сагиттальной плоскости производят за счет отверстий с двухсторонней зенковкой в концевых отделах пластин, которые обеспечивают, при взаимодействии со сферической контактной поверхностью гайки, возможность наклона штанги, относительно опоры, под углом в пределах 15-20°, достаточным для восстановления биомеханической оси конечности.A corticotomy is performed in the middle third - upper third of the femur. At the end of the operation, the wound is sutured, the apparatus systems are stabilized, control x-rays are performed and aseptic dressings are applied. In the postoperative period, on days 5-6, dosed distraction is performed on the threaded
После достижения правильного соотношения анатомической и биомеханической оси нижней конечности во фронтальной и сагиттальной плоскостях аппарат стабилизируют.After reaching the correct ratio of the anatomical and biomechanical axis of the lower limb in the frontal and sagittal planes, the apparatus is stabilized.
Предложенный способ позволяет проводить удлинение бедренной кости с одновременным сохранением взаимоотношения сегментов нижней конечности во фронтальной и сагиттальной плоскостях, что положительно сказывается на смежных суставах, предотвращает артрозы суставов и формирует правильную походку. Благодаря шарнирам на медиальных штангах исключается необходимость перемонтировки аппарата внешней фиксации, которая обычно требует проведения повторного наркоза.The proposed method allows to lengthen the femur while maintaining the relationship of the segments of the lower extremity in the frontal and sagittal planes, which positively affects adjacent joints, prevents joint arthrosis and forms the correct gait. Thanks to the joints on the medial rods, the need for remounting the external fixation apparatus, which usually requires repeated anesthesia, is eliminated.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2293535, А 61 В17/56, БИ №5, 2007 г.1. RF patent No. 2293535, A 61 B17 / 56, BI No. 5, 2007
2. А.В.Попков, Д.А.Попков. Некоторые вопросы биомеханики оперативного удлинения бедра. // Гений ортопедии. - 1997. - №1. - С.24-26.2. A.V. Popkov, D. A. Popkov. Some issues of biomechanics of surgical lengthening of the thigh. // The genius of orthopedics. - 1997. - No. 1. - S.24-26.
3. В.Д.Макушин, П.И.Герасимов, Л.М.Куфтырев, В.Г.Берко, Е.Г.Десятник, В.Н.Шепетько, А.Г.Ярков, В.И.Устьянцев. Лечение последствий переломов длинных трубчатых костей по Илизарову. // Лечение переломов и их последствий методом чрескостного остеосинтеза (Материалы Всероссийской научно-практической конференции (Курган, 18-20 сентября 1979). - С.110-117.3. V. D. Makushin, P. I. Gerasimov, L. M. Kuftyrev, V. G. Berko, E. G. Desyatnik, V. N. Shepetko, A. G. Yarkov, V. I. Ustyantsev. Treatment of the consequences of fractures of long tubular bones according to Ilizarov. // Treatment of fractures and their consequences by transosseous osteosynthesis (Materials of the All-Russian Scientific and Practical Conference (Kurgan, September 18-20, 1979). - P.110-117.
4. Г.А.Илизаров, В.Г.Трохова. Оперативное удлинение бедра. // Ортопедия, травматология и протезирование. - 1973. - №11. - С.51-55.4. G.A. Ilizarov, V. G. Trokhova. Surgical hip lengthening. // Orthopedics, traumatology and prosthetics. - 1973. - No. 11. - S. 51-55.
5. Введенский С.П. Исправление тяжелых деформаций конечностей у детей и подростков после остеомиелита методом чрескостного остеосинтеза. / С.П. Введенский, Н.Б.Точилина. //Сб. научн. трудов: Актуальные вопросы детской травматологии и ортопедии. - С-Петербург, 2000. - С.270-273.5. Vvedensky S.P. Correction of severe limb deformities in children and adolescents after osteomyelitis by transosseous osteosynthesis. / S.P. Vvedensky, N. B. Tochilina. // Sat scientific Proceedings: Actual issues of pediatric traumatology and orthopedics. - St. Petersburg, 2000 .-- S.270-273.
Claims (2)
где ∠β - угол коррекции сформированного регенерата;
∠α - угол, образованный между биомеханической осью конечности и анатомической осью бедра;
k - коэффициент удлинения бедра, равный отношению между удлинением и исходной длиной конечности;
q - уровень остеотомии и может составлять от 2/3 до 1/2,
коррекцию регенерата проводят дистракцией по латеральным штангам, используя зависимость количества оборотов гайки от угла деформации дистракционного регенерата
где x - количество оборотов гайки;
∠γ определяется из условия tgγ=d/h;
d - расстояние между медиальными и латеральными штангами, мм;
h - расстояние от оси шарнира, соединяющего медиальные штанги, до точки соединения с опорой, мм;
∠β - угол коррекции сформированного регенерата, коррекцию в сагиттальной плоскости производят за счет применения в аппарате сферических гаек и отверстий с двухсторонней зенковкой в концевых отделах опор. 2. The method of lengthening the femur according to claim 1, characterized in that the restoration of the biomechanical axis of the limb is performed by correcting the distraction regenerate by an angle depending on the length of the regenerate formed, using the previously constructed dependence of the correction angle of the formed regenerate on the length of this regenerate:
where ∠β is the correction angle of the formed regenerate;
∠α is the angle formed between the biomechanical axis of the limb and the anatomical axis of the thigh;
k is the coefficient of hip lengthening, equal to the ratio between the lengthening and the initial limb length;
q is the level of osteotomy and can be from 2/3 to 1/2,
correction of the regenerate is carried out by distraction along lateral rods, using the dependence of the number of revolutions of the nut on the angle of deformation of the distraction regenerate
where x is the number of revolutions of the nut;
∠γ is determined from the condition tgγ = d / h;
d is the distance between the medial and lateral rods, mm;
h is the distance from the axis of the hinge connecting the medial rods to the point of connection with the support, mm;
∠β is the angle of correction of the formed regenerate; correction in the sagittal plane is carried out by using spherical nuts and holes with a two-sided countersink in the end sections of the supports in the apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010130609/14A RU2441617C1 (en) | 2010-07-21 | 2010-07-21 | Method for removal of femoral bone with simultaneous restoration of biomechanical limb axle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010130609/14A RU2441617C1 (en) | 2010-07-21 | 2010-07-21 | Method for removal of femoral bone with simultaneous restoration of biomechanical limb axle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2441617C1 true RU2441617C1 (en) | 2012-02-10 |
Family
ID=45853550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010130609/14A RU2441617C1 (en) | 2010-07-21 | 2010-07-21 | Method for removal of femoral bone with simultaneous restoration of biomechanical limb axle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2441617C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2493774C1 (en) * | 2012-06-05 | 2013-09-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (ФГБУ "ННИИТО" Минздравсоцразвития России) | Method of estimating position of proximal part of femur |
| RU2528964C1 (en) * | 2013-08-13 | 2014-09-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г.А. Илизарова" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Method of treating proximal femur deformities |
| RU2703191C1 (en) * | 2018-11-26 | 2019-10-16 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ДЕТСКИЙ ОРТОПЕДИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ Г.И. ТУРНЕРА" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Method of treating congenital femoral defects accompanying shortening, underdevelopment of an external condyle in growing children |
-
2010
- 2010-07-21 RU RU2010130609/14A patent/RU2441617C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГАФАРОВ Х.З. Лечение детей и подростков с ортопедическими заболеваниями нижних конечностей. - Казань: Татарское кн. изд-во, 1995, с.238, 239. LIE CW Limb lengthening in short-stature patients using monolateral and circular external fixators. Hong Kong Med J. 2009 Aug;15(4):280-4(Abstract). * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2493774C1 (en) * | 2012-06-05 | 2013-09-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (ФГБУ "ННИИТО" Минздравсоцразвития России) | Method of estimating position of proximal part of femur |
| RU2528964C1 (en) * | 2013-08-13 | 2014-09-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г.А. Илизарова" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Method of treating proximal femur deformities |
| RU2703191C1 (en) * | 2018-11-26 | 2019-10-16 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ДЕТСКИЙ ОРТОПЕДИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ Г.И. ТУРНЕРА" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Method of treating congenital femoral defects accompanying shortening, underdevelopment of an external condyle in growing children |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Shabtai et al. | Internal lengthening device for congenital femoral deficiency and fibular hemimelia | |
| Dobbs et al. | Use of an intramedullary rod for treatment of congenital pseudarthrosis of the tibia: a long-term follow-up study | |
| Rozbruch et al. | Correction of tibial deformity with use of the Ilizarov-Taylor spatial frame | |
| Bottlang et al. | Biomechanical concepts for fracture fixation | |
| US20180042651A1 (en) | A bone rod | |
| Fürmetz et al. | Blocking screws for alignment control in intramedullary limb lengthening | |
| Pejin | Femoral lengthening in children and adolescents | |
| Zhao et al. | Supramalleolar osteotomy with distraction arthroplasty in treatment of varus ankle osteoarthritis with large talar tilt angle: a case report and literature review | |
| RU2441617C1 (en) | Method for removal of femoral bone with simultaneous restoration of biomechanical limb axle | |
| Popkov et al. | Use of sliding transphyseal flexible intramedullary nailing in pediatric osteogenesis imperfecta patients | |
| El-Karef | Corrective osteotomy for symptomatic scaphoid malunion | |
| Wukich et al. | An introduction to the Taylor spatial frame for foot and ankle applications | |
| Brinker et al. | Principles of malunions | |
| WO2021010913A1 (en) | Fully anatomical poly-axial locking distal radius plate designed for quadrupeds | |
| Tamrakar et al. | Flexible intramedullary nailing for femoral diaphyseal fractures in children | |
| WO2020256672A1 (en) | Fully anatomical poly-axial locking distal humerus plate designed for quadrupeds | |
| Hamdy et al. | What’s new in limb lengthening and deformity correction | |
| Meselhy | Management of adolescent tibia vara using Taylor spatial frame | |
| Pozdnikin et al. | Trochanteric epiphysiodesis in complex treatment of children with hip pathology: analysis of preliminary results | |
| RU2585140C1 (en) | Method of treating refracture of thighbone, complicating periprosthetic fracture with osteoporosis | |
| RU2547780C1 (en) | Method for thigh elongation with installed endoprosthesis | |
| RU2703191C1 (en) | Method of treating congenital femoral defects accompanying shortening, underdevelopment of an external condyle in growing children | |
| Besor et al. | Simultaneous tibio-talar fusion and tibial lengthening for end-stage ankle arthritis | |
| Massobrio et al. | Ancillary Usage of Hexapod External Fixators: Fixator-Assisted Nailing (FAN), Fixator-Assisted Locking Plate (FALP), Computer Hexapod-Assisted Orthopaedic Surgery (CHAOS), Lengthening Over Nail (LON), Bone Transport Over a Nail (BTON) and Lengthening and then Nailing (LATN) | |
| RU2723739C1 (en) | Method of treating multicomponent deformation of proximal femur |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120722 |