Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для восстановления каркасности грудной клетки

Изобретение относится к медицине, а именно к медицинским устройствам, применяемым в хирургии и травматологии и ортопедии.

При множественных переломах ребер по двум и более линиям возникает «реберный клапан» или флотирующая «реберной панель» с нарушением каркасности грудной клетки и невозможностью создать в ней отрицательное давление из-за парадоксальных движений участков грудной стенки. При этом «реберный клапан» западает на вдохе и выбухает на выдохе. Столь грубые расстройства биомеханики дыхания в течение нескольких часов могут вызвать нарушение газообмена критической степени, плевро-пульмональный шок, синдром кардиопульмональных расстройств и респираторный дистресс-синдром взрослых (РДСВ), которые завершаются терминальным отеком легких и летальным исходом.

Аналоги

Для предупреждения этих осложнений применяют различные способы и устройства для фиксации «реберной панели», которые можно условно разделить на три группы. К первой группе относится фиксация «реберного клапана» спицами или инструментами, заведенными за заднюю поверхность ребер (фиг. 1, а, б, в). При помощи данных устройств «реберную панель» вытягивают, чем и обеспечивают возможность создания отрицательного давления в грудной клетке. Однако существенным недостатком аналогов является опасность ятрогенного проникающего ранения грудной клетки, повреждения межреберных сосудов и нервов со значительным кровотечением и мучительными межреберными невралгиями. Ко второй группе (фиг. 2, а, б, в) относятся способы остеосинтеза ребер спицами. Для этой группы, наряду с недостатками, присущими первой группе, характерна маловероятность закрытого выполнения точного проведения спиц в заданных точках и направлениях просверливания ребер (тем более, продольно или под острым углом, когда спица соскальзывает с округлой поверхности узкого ребра). К этой же группе (и с теми же недостатками) относится способ вытяжения за грудину (фиг. 3, а, б), предложенный Э.Г. Грязнухиным (1994).

Критика аналогов

Следовательно, недостатками аналогов являются следующие:

- опасность ятрогенного повреждения межреберных сосудов и нервов со значительным кровотечением и мучительными межреберными невралгиями;

- высокий риск ятрогенного проникающего ранения грудной клетки;

- маловероятность закрытого выполнения точного проведения спиц в заданных точках и направлениях просверливания ребер, особенно продольно или под острым углом, когда спица соскальзывает с округлой поверхности узкого ребра.

Прототип

В качестве устройства-прототипа нами выбрано устройство из более безопасной третьей группы (фиг. 4, а, б), описанное в Национальном руководстве по Травматологии (2008) и представленное на фигуре 4, б. Преимуществом прототипа является возможность наименее травматичного закрытого достижения иммобилизации реберной панели.

Критика прототипа

Однако устройство-прототип имеем существенные недостатки:

- слишком высокая нагрузка на единицу площади кожи в местах фиксации устройства к поверхности грудной клетки в сочетании с низким эффектом данной фиксации - из-за эластичности кожи;

- из-за слишком высокой нагрузки на единицу площади кожи в местах фиксации устройства при дыхательных движениях грудной клетки происходит развитие внутренних пролежней и прорезывание кожи;

- необходимость во множестве таких швов - для достижения эффекта иммобилизации реберной панели и уменьшения нагрузки на кожу под каждым из швов;

- скопление раневого отделяемого под перфорированной пластинкой устройства, что может вызвать мацерации, пролежни и риск воспаления мягких тканей грудной клетки;

- ограничение доступа к грудной клетке и визуального контроля за ее кожными покровами;

- необходимость поиска деталей для изготовления устройства, обычно не входящих в арсенал средств лечения хирургических и травматологических отделений.

Цель изобретения - повышение эффективности лечения больных с множественными переломами ребер по двум и более линиям, сопровождающимися флотированием «реберной панели».

Сущность изобретения

Поставленная цель реализуется применением устройства для восстановления каркасности грудной клетки, представленное аппаратом внешней фиксации (АВФ), спицами Киршнера, серкляжной проволокой и деталями набора аппарата Илизарова, отличающееся тем, что оно состоит из двух частей, первая из которых включает АВФ, а именно внешнюю раму АВФ (поз. 1), установленную над грудной клеткой с флотирующей «реберной панелью» при помощи стержней Шанца (поз. 2), установленных на обеих ключицах и подвздошной кости на стороне повреждения, а вторая часть включает 4 изогнутые спицы Киршнера (фиг. 6, а, б), диаметром 1,5 мм, имплантированные в ткани грудной клетки больного над областью флотирующей «реберной панели». Спица Киршнера (поз. 3) имеет горизонтальный отрезок (поз. 4) и вертикальный (поз. 5), а первая спица (фиг. 6,а) имеет кольцевидный конец (поз. 6). При этом длина вертикального отрезка спицы (поз. 5) составляет 5-10 см (чтобы при имплантации в грудную клетку выстоять над кожей на 4-7 см), а длина горизонтального отрезка (поз. 4) диктуется площадью флотирующей «реберной панели» и обычно варьирует от 9 до 15 см. Для равномерного распределения нагрузки на горизонтальные отрезки фрагментов спиц, а также чтобы их концы не выпирали из-под кожи, целесообразно, чтобы кривизна горизонтальной части спиц (поз. 4) соответствовала кривизне грудной клетки над местом имплантации фрагментов спиц. Применяют спицы устройства для восстановления каркасности грудной клетки следующим образом (фиг. 6, б). Перед вколом спицы (поз. 3), на нее насаживают резиновую пробку от пенициллинового флакончика. Первую спицу Киршнера (поз. 3), имеющую кольцевидный конец (поз. 6), имплантируют в ткани над наружной поверхностью ребер грудной клетки; следующие две спицы (поз. 3) последовательно вводят под периферическую часть горизонтального отрезка (поз. 4) предыдущей спицы, а последнюю спицу, кроме введения под периферическую часть горизонтального отрезка предыдущей спицы, своим острием вводят над горизонтальным отрезком первой спицы, чем обеспечивают взаимную сцепку спиц в тканях над флотирующей «реберной панелью» (фиг. 6, б). Надкожные отрезки (поз. 5) имплантированных в ткани спиц (поз. 3) связывают между собой (фиг. 7) серкляжной проволокой (поз. 7), а кольцевидный конец (поз. 6) первой спицы (поз. 3) при помощи деталей аппарата Илизарова, а именно резьбовой штанги (поз. 8), кронштейна (поз. 9), гаек (поз. 10), болтов (поз. 11), 33-миллиметровой пластинки (поз. 12) и 60-миллиметровой пластинки (поз. 13), фиксируют в умеренном натяжении к раме АВФ (поз. 1) над окончатым переломом ребер. При этом натяжение за взаимно сцепленные спицы (поз. 3) осуществляют мануальной тягой за резьбовую штангу (поз. 8) в пределах 1,5-2 кг, после чего расслабленные на ней гайки (поз. 10) встречно завинчивают, чем закрепляют достигнутое положение резьбовой штанги (поз. 8) на кронштейне (поз. 9). Данное вытяжение за флотирующую «реберную панель» в ту же минуту устраняет грубые расстройства биомеханики дыхания и обеспечивает создание отрицательного давления в ней.

Пример применения устройства

В качестве примера применения данного устройства приводим следующее наблюдение. Больной Р. 76 лет, поступил 06.08.18 г. в РОТЦ после кататравмы с диагнозом: Сочетанная травма. Ушиб головного мозга тяжелой степени. Закрытая травма груди. Множественные переломы II-X ребер правой половины грудной клетки по двум и более линиям со смещением и флотированием «реберной панели». Разрыв правого легкого. Правосторонний гемо-пневмоторакс. Закрытая травма живота. Закрытый оскольчатый перелом средней трети правой бедренной кости со смещением отломков. Множественные ссадины. Травматический шок III степени.

На фоне интенсивной инфузионно-трансфузионной терапии выполнена операция: Торакоцентез по Бюлау справа. Лапароцентез с дренированием брюшной полости. Остеосинтез правого бедра стержневым АВФ. В связи с наличием множественных переломов ребер по двум и более линиям (фиг. 8) и флотированием «реберной панели» с нарастающими явлениями угрожающей жизни острой дыхательной недостаточности, купирование которой является приоритетной мерой высшей срочности, были выставлены показания для экстренного применения устройства для восстановления каркасности грудной клетки.

06.08.18 г первым этапом операции наложен АВФ на правую половину грудной клетки над флотирующей «реберной панелью» при помощи стержней Шанца, установленных на обеих ключицах и правой подвздошной кости (фиг. 9). Вторым этапом операции применены 4 спицы Киршнера, диаметром 1,5 мм, которые были имплантированы в ткани грудной клетки над областью флотирующей «реберной панели». Перед вколом спиц, на них были насажены резиновые пробки. Первая спица, имеющая кольцевидный конец, была имплантирована в ткани над наружной поверхностью ребер. Следующая спица введена под периферическую часть горизонтального отрезка первой спицы, перпендикулярно к ней. Затем, третья спица проведена под периферической частью горизонтального отрезка предыдущей спицы, а последняя спица, кроме введения под периферическую часть горизонтального отрезка третьей спицы, своим острием введена над горизонтальным отрезком первой спицы. Этим была обеспечена взаимная сцепка спиц в тканях над флотирующей «реберной панелью». Надкожные отрезки имплантированных в ткани спиц были связаны между собой серкляжной проволокой, а кольцевидный конец первой спицы при помощи деталей аппарата Илизарова фиксирован в умеренном натяжении к раме АВФ над окончатым переломом ребер (фиг. 10). При этом натяжение за взаимно сцепленные спицы было осуществлено мануально в пределах 1,5 кг, чем сразу же были устранены грубые расстройства биомеханики дыхания и обеспечено создание отрицательного давления в грудной клетке. Легкое расправилось, а дыхание прослушивалось по всем полям. Результат восстановления каркасности грудной клетки расценен нами как хороший.

Признаки изобретения, отличительные от прототипа:

- применение стандартных спиц Киршнера и АВФ;

- проведение стержней Шанца через обе ключицы и подвздошную кость стороны окончатого перелома ребер;

- форма применяемых спиц Киршнера, имеющих горизонтальный и вертикальный отрезок, а первая спица имеет кольцевидный конец. При этом длина вертикального отрезка спицы составляет 5-10 см (чтобы при имплантации в грудную клетку выстоять над кожей на 4-7 см), а длина горизонтального отрезка диктуется площадью флотирующей «реберной панели» и обычно варьирует от 9 до 15 см. Для равномерного распределения нагрузки на горизонтальные отрезки фрагментов спиц, их кривизна соответствует кривизне грудной клетки над местом имплантации фрагментов спиц;

- определенный порядок проведения спиц Киршнера для их взаимной сцепки в тканях грудной клетки, а именно: первую спицу Киршнера, имеющую кольцевидный конец, имплантируют в ткани над наружной поверхностью ребер грудной клетки; следующие две спицы последовательно вводят под периферическую часть горизонтального отрезка предыдущей спицы, а последнюю спицу, кроме введения под периферическую часть горизонтального отрезка предыдущей спицы, своим острием вводят над горизонтальным отрезком первой спицы;

- надкожные отрезки имплантированных в ткани спиц связывают между собой серкляжной проволокой, а кольцевидный конец первой спицы при помощи деталей аппарата Илизарова фиксируют в натяжении в пределах 1,5-2 кг к раме АВФ;

- использование деталей аппарата Илизарова, а именно резьбовой штанги, кронштейна, гаек, болтов, 33-миллиметровой пластинки и 60-миллиметровой пластинки, которые фиксируют в умеренном натяжении спиц к раме АВФ над окончатым переломом ребер. При этом натяжение за взаимно сцепленные спицы осуществляют мануальной тягой за резьбовую штангу в пределах 1,5-2 кг, которую закрепляют на кронштейне встречным завинчиванием гаек.

Технический результат (преимущества перед прототипом) устройства для восстановления каркасности грудной клетки при множественном переломе ребер:

- восстановление каркасности грудной клетки и вентиляционной функции легких с устранением парадоксального дыхания;

- фиксация устройства из спиц на грудной клетке аппаратом внешней фиксации посредством трех стержней Шанца, введенных в ключицы и подвздошную кость делает устройство более компактным и избавленным от необходимости использования балканской рамы и роликов для вытяжения;

- рациональное расположение фрагментов спиц обеспечивает их взаимную сцепку в мягких тканях;

- фиксация надкожных отрезков спиц между собой серкляжной проволокой усиливает их взаимную сцепку в мягких тканях над флотирующей «реберной панелью»;

- взаимная сцепка спиц делает их более устойчивыми и исключает их деформацию и миграцию даже при диаметре спиц в 1,5 мм, что обуславливает их миниинвазивность и предупреждение риск воспаления тканей грудной клетки;

- равномерное распределение нагрузки на единицу площади имплантированных в ткани фрагментов спиц и достаточная площадь контакта их с мягкими тканями грудной клетки, что предупреждает развитие внутренних пролежней и прорезывание спиц;

- возможность варьировать размер и форму устройства в зависимости от характера перелома, размера и формы реберной панели;

- возможность регулировать уровень и направление тяги сцепленных между собой спиц Киршнера в зависимости от локализации перелома ребер, что обеспечивается расположением стержневого аппарата внешней фиксации и деталей набора аппарата Илизарова на внешней опоре АВФ;

- возможность регулировать величину тяги взаимно сцепленных спиц мануальной тягой в пределах 1,5-2 кг за резьбовую штангу, которую закрепляют на кронштейне встречным завинчиванием гаек;

- простота, экономичность и отсутствие необходимости поиска деталей для изготовления, поскольку спицы Киршнера, стержневой АВФ и набор аппарата Илизарова входят в арсенал лечебных средств, применяемых в травматологии и ортопедии.

Таким образом, данное устройство позволяет существенно повысить результаты лечения, а зачастую спасти жизнь больных с множественными переломами ребер и может быть рекомендовано для внедрения в широкую клиническую практику хирургических и травматологических отделений лечебных учреждений различного уровня.

Информация, принятая во внимание:

1) Островерхое Г.Е., Бомаш Ю.М., Лубоцкий Д.Н. Оперативная хирургия и топографическая анатомия. - М: ООО «Медицинское информационное агентство», 2005. - 736 с., С. 436-461;

2) Травматология и ортопедия: Руководство для врачей / Под ред. Н.В. Корнилова: в 4 томах. - СПб.: Гиппократ, 2006 -.- Т. 4: Травмы и заболевания таза, груди, позвоночника, головы / Под ред. Н.В. Корнилова и Э.Г. Грязнухина. - СПб.: Гиппократ, 2006. - 624 с. - С. 104-131.

3) Травматология: национальное руководство / под ред. Г.П. Котельникова, С.П. Миронова. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. - 808 с. - (Серия «Национальные руководства»), С. 315-319 - устройство-прототип.