Результат интеллектуальной деятельности: Туннелизатор-проводник для установки пластин при коррекции воронкообразной деформации грудной клетки и способ его применения при мобильных формах деформации

Группа изобретений относится к медицине, а именно, к ортопедии и хирургии, и может быть использована для хирургического лечения мобильных форм воронкообразной деформации грудной клетки (ВДГК).

1. ВДГК является тяжелой патологией, единственным методом лечения которой может быть только радикальная торакопластика. Общепризнанно, что никакие физические упражнения не способны корригировать эту деформацию. Операции при I и II степени, как правило, направлены только на устранение косметического дефекта, т.к. функциональных нарушений, вызванных искривлением ребер и грудины, со стороны сердечнососудистой и дыхательной систем чаще всего нет. У пациентов с III степенью ВДГК, как правило, происходят функциональные расстройства внутренних органов грудной клетки, и хирургическое вмешательство у этой группы больных одновременно направлено на коррекцию косметического дефекта и нормализацию сердечно-легочной деятельности.

Оптимальный возраст для выполнения хирургического вмешательства, по данным разных авторов, от 6 до 12 лет. В этом возрасте передняя стенка грудной клетки эластична, мобильна, и легче поддается одномоментной коррекции ВДГК, дети лучше переносят операцию, и период реабилитации. Раннее оперативное лечение позволяет обеспечить правильное формирование грудной клетки, предупредить развитие функциональных нарушений, атак же вторичных деформаций со стороны грудной клетки и позвоночника.

Известно более 80 различных способов операций при ВДГК, которые можно классифицировать на 5 групп:

1. Костно-пластические резекции без фиксаторов грудино-реберного комплекса;

2. Костно-пластические резекции с применением наружных фиксаторов;

3. Операции переворота грудины на 180°;

4. Операции с применением искусственных имплантатов;

5. Костно-пластические операции с применением внутренних фиксаторов на передней поверхности грудины и ребер.

Эти оперативные вмешательства травматичные, технически сложны, оставляют грубые послеоперационные рубцы, и мало применяются в последние годы.

С 1998 г. в зарубежной литературе появились публикации о лечении ВДГК с проведением малоинвазивных оперативных вмешательств с использованием внутренних фиксаторов, устанавливаемых по задней поверхности грудины (Nuss 1998 г.), которые до настоящего времени считаются оптимальным видом хирургического вмешательства. Оперативное лечение деформации грудной клетки с применением внутренних фиксаторов, проведенных по задней поверхности грудины, наиболее оправданно, но для его выполнения необходимо использование специальных туннелизаторов - устройств, для проведения пластин (импланта, или продольной пластины), фиксирующих реберно-грудинный комплекс. Технология хирургического вмешательства заключается в выполнении 2-х контрлатеральных разрезов по боковой поверхности грудной клетки, в области межреберий в проекции вершины ВДГК, и проведении за грудиной металлической пластины, с одномоментной коррекцией деформации. При этом металлическую пластину проводят по каналу, сформированному туннелизатором, в мягких тканях по задней поверхности грудины. Применение известных проводников, используемых в качестве туннелизаторов, травматично, сопровождается повреждением мягких тканей, сосудов плевры, легких, сердца.

Известны различные туннелизаторы-проводники для установки реберных пластин, выпускающиеся различными фирмами, например, Имплантаты для ремоделирования воронкообразной грудной клетки "KRI-Bar" в вариантах исполнения М, Р и Т по ТУ 32.50.22-006-49340894-2017, производства компании АМТ [https://markushin.doctor/pectus-excavatum-nuss-procedure-2]. Однако предлагаемые инструменты работают только как туннелизаторы, т.е. формируют каналы для проведения пластин, и не могут быть использованы как проводники. При этом после формирования канала с помощью данного устройства, при проведении эндокорректора в виде продольной пластины, возможен ее выход за пределы стенок сформированного канала, и ранение органов грудной клетки.

Наиболее близким, по своему техническому решению, к предполагаемому изобретению, является туннелизатор-проводник по патенту РФ №2612825 А61В 17/56, Бюл. №8, 13.03.2017. Это устройство содержит рукоятку, и тело продолговатой формы, выполненное из нержавеющей стали, при этом длина тела проводника составляет 350 мм, толщина 3 мм, в средней части тело проводника изогнуто под углом 30° относительно оси рукоятки, длиной 100 мм, а его передний конец снабжен отверстием для установки в нем кевларового шнура. Туннелизатор-проводник проводят за грудиной, и выводят его передний конец с отверстием с противоположной стороны грудины, к нему крепят кевларовым шнуром эндокорректор в виде пластины. Недостатком конструкции является подвижное соединение переднего конца устройства и пластины кевларовым шнуром, что чревато повреждением органов грудной клетки, мягких тканей, и сосудов загрудинного пространства при проведении пластины для удержания реберно-грудинного комплекса, или самим шнуром, или краем пластины, за которую этот шнур закреплен, т.к. ширина проводника 3 мм, а ширина пластины-эндокорректора 12-14 мм, и больше.

Сущность изобретения заключается в совокупности существенных признаков, достаточной для достижения искомого технического результата, и состоит в возможности безопасного, малотравматичного проведения пластины для удержания реберно-грудинного комплекса в откоррегированном положении, удобстве использования туннелизатора-проводника, при сокращении времени выполнения оперативного вмешательства.

Сущность туннелизатора-проводника для установки пластин при коррекции воронкообразной деформации грудной клетки состоит в том, что он содержит тело продолговатой формы с изгибом, длиной 350 мм, оснащенное резьбовым отверстием на рабочем конце. Тело туннелизатора-проводника выполнено из прямоугольной пластины, ширина которой равна ширине проводимой пластины-эндокорректора, а толщина туннелизатора-проводника в 2 раза больше толщины упомянутой пластины. Рабочий конец туннелизатора-проводника выполнен в форме равнобедренного треугольника со скругленной вершиной, на длине 40 мм дугообразно отогнут от плоскости на угол 45 градусов. На хвостовике выполнен уступ, глубина которого равна толщине упругой пластины-эндокорректора, длина уступа - ширине пластины, по центру уступа выполнено резьбовое отверстие под винт, соосное отверстию на конце проводимой пластины-эндокорректора для соединения хвостовика туннелизатора-проводника с пластиной-эндокорректором.

Все края туннелизатора-проводника выполнены притупленными.

Для соединения туннелизатора-проводника с упругой пластиной-эндокорректором используют винт со сферической головкой.

Выполнение рабочего конца туннелизатора-проводника в форме равнобедренного треугольника со скругленной вершиной, отогнутым дугообразно от плоскости на 45 градусов на длине 40 мм, обеспечивает безопасное его проведения по заднему контуру грудины на вершине деформации, что предупреждает повреждение сосудов, и мягких тканей загрудинного пространства, ранение плевры, и развитие пневмоторакса. Длина 40 мм приблизительно равна половине ширины грудины ребенка, а угол 45 градусов позволяет обойти отогнутым рабочим концом вершину деформации и выйти с противоположной стороны грудины.

В предлагаемом изобретении хвостовик туннелизатора-проводника используют как рукоятку, что позволяет длина устройства в 350 мм, так как упомянутый туннелизатор-проводник вводят через мягкие ткани в области грудинно-реберного комплекса загрудинно на протяжении 220-300 мм.

Выполнение тунелизатора-проводника из прямоугольной пластины, ширина которой равна ширине проводимой пластины-эндокорректора, а толщина туннелизатора равна двум толщинам пластины-эндокорректора, позволяет соединить упомянутые туннелизатор и пластину по месту стыка без выступов, что обеспечивает щадящее проведение устройства через мягкие ткани.

Выполнение рабочего конца туннелизатора-проводника скругленным, а всех его краев притупленными, позволяет формировать канал путем раздвигания мягких тканей, а не их прорезыванием, что является более щадящим способом проведения туннелизатора через мягкие ткани между плеврой и грудинно-реберным каркасом, с минимальным повреждением тканей загрудинного пространства.

Одним из сложных этапов этого оперативного вмешательства является проведение изогнутой пластины по задней поверхности грудины с обеспечением малотравматичности повреждения мягких тканей загрудинного пространства. Выполнение на хвостовике туннелизатора-проводника уступа, глубина которого равна толщине упругой пластины-эндокорректора, а длина - ширине пластины, позволяет стабильно соединить винтом туннелизатор и пластину, без выступов по внешнему контуру, с помощью установки винта в отверстие на хвостовике пластины-эндокорректора и, соосное ему, резьбовое отверстие по центру уступа. Использование винта со сферической головкой не наносит дополнительной травмы мягким тканям при проведении устройства через канал.

Туннелизатор-проводник 1, для проведения упругой пластины-эндокорректора 2 за грудиной, выполнен в виде пластины с изгибом прямоугольной формы, ширина которой равна ширине проводимой пластины-эндокорректора 2, а ее толщина в 2 раза больше толщины пластины-эндокорректора 2. Рабочий (передний) конец 3 туннелизатора-проводника 1 выполнен в форме равнобедренного треугольника со скругленной вершиной 4, дугообразно отогнут от плоскости на 45 градусов, на длине 40 мм. На хвостовике (заднем конце) 5 туннелизатора-проводника 1 оформлен уступ 6, глубина которого равна толщине упругой пластины-эндокорректора 2, а длина уступа равна ширине упомянутой пластины 2. По центру уступа 6 выполнено резьбовое отверстие 7 под винт 8, соосное отверстию 9 на конце пластины-эндокорректора 2. Края туннелизатора 1 притуплены по всему периметру. Винт 8 выполнен со сферической головкой.

2. Врожденные деформации грудной клетки, по данным различных авторов, встречаются у 1% - 4% населения, и из них 91% приходится на воронкообразную деформацию, которая лечится хирургическими способами. Воронкообразная деформация грудной клетки (ВДГК) представляет собой порок развития, проявляющийся в различном по форме, и величине, выпячивании передней стенки грудной клетки. Показаниями для хирургического лечения являются деформации III-IV степени, прогрессирование деформации при 1-2 степени, психологический дискомфорт пациента, функциональные нарушения, вызванные искривлением ребер и грудины, со стороны сердечнососудистой, и дыхательной, систем по данным КТ, ЭхоКГ, спирографии, которые сопровождаются сдавлением, или смещением сердца, и ведут к нарушению функции сердечнососудистой и легочной системы.

Для хирургического лечения ВДГК предложено около 80 видов оперативного вмешательства. В большинстве случаев это костно-пластические операции с резекцией ребер и хрящей в месте деформации грудинно-реберного комплекса, с последующим сшиванием их, или фиксацией погружными металлическими имплантами по передней поверхности грудины и ребер. Эти операции травматичны, требуют длительного стационарного лечения в послеоперационном периоде, косметически характеризуются грубыми послеоперационными рубцами. В настоящее время наибольшее распространение получил малоинвазивный способ торакопластики, предложенный Дональдом Нассом в 1989 г. Способ заключается в проведении изогнутой металлической пластины по задней стороне вершины вогнутой деформации грудины, с использованием двух контралатеральных разрезов по боковым сторонам грудной клетки, с одномоментной коррекцией ВДГК путем разворота пластины эндокорректора на 180 градусов.

Известен способ торакопластики воронкообразной деформации грудной клетки [https://markushin.doctor/pectus-excavatum-nuss-procedure-2] с использованием устройства формирования канала для проведения пластин, работающей как проводник. При этом проведение в сформированном канале пластины-эндокорректора с помощью данного устройства травматично, не исключает ее выход за пределы стенок канала с повреждением мягких тканей и ранением органов грудной клетки.

Наиболее близким, по своему техническому решению, к предполагаемому изобретению является способ коррекции деформации грудной клетки с применением туннелизатора-проводника по патенту РФ №2612825, А61В 17/56, Бюл. №8 13.03.2017 г. Это устройство содержит рукоятку и тело продолговатой формы, выполненное из нержавеющей стали. Длина тела проводника составляет 350 мм, толщина 3 мм, в средней части тело проводника изогнуто под углом 30° относительно оси рукоятки длиной 100 мм, а его дистальный конец снабжен отверстием для установки в нем кевларового шнура.

После проведения туннелизатора-проводника за грудиной, и выхода переднего конца с отверстием с противоположной стороны грудины, к нему крепят кевларовым шнуром эндокорректор в виде пластины. Недостатком конструкции является подвижное соединение кевларовым шнуром туннелизатора-проводника и пластины, поскольку в этом случае проведение пластины для удержания реберно-грудинного комплекса чревато повреждением органов грудной клетки, мягких тканей, сосудов загрудинного пространства самим шнуром, или краем пластины, за которую этот шнур зафиксирован (привязан), т.к. толщина проводника 3 мм существенно отлична от толщины пластины-эндокорректора. Одномоментная коррекция воронкообразной деформации грудной клетки путем поворота пластины-эндокорректора на 180 градусов создает дополнительную травматизацию тканей загрудинного пространства за счет компрессионного давления вогнутой внутрь вершины вогнутой деформации грудинного комплекса и ребра пластины-эндокорректора при ее повороте.

Сущность изобретения состоит в совокупности существенных признаков, достаточной для достижения искомого технического результата, заключающегося в снижении травматичности хирургического лечения воронкообразной деформации грудной клетки, при повышении его эффективности, за счет устранения деформации грудинно-реберного комплекса без нарушения его биомеханической целостности, обеспечения стабильной фиксации в корригированном положении, с достижением косметического эффекта за более короткий срок фиксации.

Способ хирургического лечения мобильных форм воронкообразной деформации грудной клетки с применением туннелизатора-проводника включает выполнение разрезов кожи и подкожной клетчатки по линии межреберья, загрудинную туннелизацию с помощью туннелизатора-проводника, проведение пластины-эндокорректора, соединенной с туннелизатором-проводником в ретростернальном пространстве, и фиксацию ее концов. Отмечают фломастером продольные линии разреза в проекции верхушки мечевидного отростка грудины, и с обеих сторон грудной клетки, поперечно, в области 4, или 5, межреберных промежутков по среднеключичной линии в проекции вершины глубины ВДГК. Производят моделирование пластины-эндокорректора соконгруэнтно физиологической конфигурации грудной клетки. Производят разрез в 4, или 5, межреберье по среднеключичной линии в проекции вершины ВДГК, выделяют переднюю поверхность смежных ребер межреберного промежутка с обеих сторон, устанавливают опорные пластины на ребра перпендикулярно их продольной оси. Вводят однозубый крючок из разреза на вершине мечевидного отростка грудины по ее задней поверхности. Производят тракцию за мечевидный отросток с коррекцией воронкообразной деформации грудной клетки. Туннелизатор-проводник с левой стороны грудины, на вершине ВДГК, вводят загрудинно, и проводят с выходом его конца в межреберье на другой стороне грудины, Соединяют винтом хвостовик туннелизатора-проводника и конец смоделированной пластины-эндокорректора, и проводят за грудиной до выхода ее конца на противоположной стороне грудины. Отсоединяют смоделированную пластину-эндокорректор от туннелизатора-проводника. Не прекращая тракцию за мечевидный отросток, производят разворот изогнутой пластины-эндокорректора на 180 градусов. Фиксируют пластину-эндокорректор к опорным пластинам на ребрах с помощью винтов. Раны в межреберьях зашивают наглухо.

Установка опорных пластин на 2 смежных ребра, перпендикулярно их продольной оси, позволяет обеспечить распределение компрессии корригированного грудинно-реберного комплекса на большую поверхность и большее количество ребер, и уменьшить болевую реакцию в раннем послеоперационном периоде, а в последующем - избежать позиционного остеопороза с переломом ребер.

Введение однозубого крючка по задней поверхности из разреза на вершине мечевидного отростка грудины обеспечивает возможность тракции за мечевидный отросток грудины, с увеличением загрудинного пространства.

Моделирование пластины-эндокорректора соконгруэнтно физиологической конфигурации грудной клетки обеспечивает возможность устранения воронкообразной деформации грудины, а фиксация конца пластины-эндокорректора к туннелизатору-проводнику с помощью винта, позволяет провести смоделированную пластину загрудинно, с одной стороны грудины на другую.

Выполнение вертикальной тракции за мечевидный отросток грудины позволяет одномоментно устранить вогнутую деформацию грудной клети за счет выведения грудины кпереди, что создает оптимальные условия для проведения туннелизатора-проводника без угрозы повреждения мягких тканей и органов грудной клетки.

Выведение грудины кпереди, путем тракции за мечевидный отросток, введение, и проведение, туннелизатора-проводника с закрепленной на нем смоделированной пластиной-эндокорректором загрудинно, с левой стороны грудины, позволяет исключить повреждение перикарда и органов средостения.

Выведение грудины кпереди путем тракции за мечевидный отросток корригирует вогнутую деформацию грудинно-реберного каркаса, позволяет исключить возможность травматизации мягких тканей загрудинного пространства при развороте пластины на 180 градусов для фиксации грудинно-реберного каркаса в достигнутом положении.

Фиксация пластины-эндокорректора к опорным пластинам на ребрах с помощью винтов повышает надежность крепления пластины, предотвращает при этом повреждение ребер.

Устройство, и способ его применения, поясняют приведенные иллюстрации.

На Фиг. 1 показан туннелизатор-проводник 1, где: 3 - его рабочий конец; 4 - скругленная вершина рабочего конца 3; 5 - хвостовик туннелизатора-проводника 1 с уступом 6; 7 - резьбовое отверстие по центру уступа 6 туннелизатора-проводника 1 под винт 8.

На Фиг. 2 показана пластина-эндокорректор 2, установленная на опорных пластинах 10, 9 - отверстие под винт 8;

На Фиг. 3 - вид туннелизатора-проводника 1 с установленной на нем пластиной-эндокорректором 2, где: 3 - рабочий конец туннелизатора-проводника 1; 4 - скругленная вершина рабочего конца 3 туннелизатора-проводника 1; 6 - уступ на хвостовике 5 туннелизатора-проводника 1; 8 - винт; 9 - отверстие под винт 8 в пластине-эндокорректоре 2, соосное резьбовому отверстию 7 в туннелизаторе-проводнике 1;

На Фиг. 4 и Фиг. 5 приведены фото пациента В-ва, 12 лет, к клиническому примеру, где:

На Фиг. 4 - фото до операции;

Фиг. 5 - через 6 месяцев после удаления пластины.

Туннелизатор-проводник и пластину для стабилизации грудной клетки применяют для коррекции мобильных форм воронкообразной деформации грудной клетки у детей и подростков следующим образом.

Отмечают фломастером продольные линии разреза в проекции верхушки мечевидного отростка грудины и с обеих сторон грудной клетки, поперечно, в области 4, или 5, межреберных промежутков по среднеключичной линии в проекции вершины глубины ВДГК. Производят моделирование пластины-эндокорректора соконгруэнтно физиологической конфигурации грудной клетки. Производят разрез в 4, или 5, межреберье, в проекции вершины ВДГК, по среднеключичной линии выделяют переднюю поверхность смежных ребер межреберного промежутка с обеих сторон, устанавливают опорные пластины на ребра, перпендикулярно их продольной оси. Из разреза на вершине мечевидного отростка грудины по задней поверхности вводят однозубый крючок. Производят тракцию за мечевидный отросток с коррекцией воронкообразной деформации грудной клетки. Туннелизатор-проводник с левой стороны грудины, на вершине ВДГК, вводят загрудинно, и проводят с выходом его конца в межреберье на другой стороне грудины, соединяют винтом хвостовик туннелизатора-проводника и смоделированную пластину-эндокорректор, и проводят ее за грудиной до выхода конца пластины-эндокорректора на противоположной стороне грудины. Отсоединяют смоделированную пластину-эндокорректор от туннелизатора-проводника. Не прекращая тракцию за мечевидный отросток, производят разворот изогнутой пластины-эндокорректора на 180 градусов, и фиксируют ее винтами к опорным пластинам на ребрах. Раны в межреберьях послойно ушивают. Пациент начинает самостоятельно ходить на 2-3 день после оперативного вмешательства. Швы снимают через 2 недели. Пластину с реберными фиксаторами удаляют через 8-12 месяцев после оперативного вмешательства.

Клинический пример. Пациент В-ов, 12 лет, 17.09.04.2018 г. поступил в детское травматолого-ортопедическое отделение ГАУЗ «РКБ МЗ РТ» с диагнозом: Воронкообразная деформация грудной клетки 3 степени, симметричной формы (Фиг 4). 19.10. 2018 г. произведено оперативное вмешательство: Торакопластика с коррекцией деформации и фиксацией эндокорректором.

С помощью фломастера на вершине деформации отметили линии разреза в проекции верхушки мечевидного отростка грудины и с обеих сторон грудной клетки, поперечно, в области 5 межреберного промежутка по среднеключичной линии в проекции вершины глубины ВДГК. Смоделировали пластину-эндокорректор соконгруэнтно физиологической конфигурации грудной клетки. Из разрезов по наружно боковой поверхности грудной клетки в 5 межреберье, в проекции вершины ВДГК, по среднеключичной линии поочередно, с обеих сторон. Выделили, поднадкостнично, переднюю поверхность смежных ребер 5 межреберного промежутка. Установили опорные пластины на ребра, перпендикулярно их продольной оси. Гемостаз. Из небольшого разреза на вершине мечевидного отростка, по задней поверхности грудины, ввели однозубый крючок, и произвели тракцию за мечевидный отросток с коррекцией воронкообразной деформации грудной клетки. Туннелизатор-проводник ввели с левой стороны за грудину, и провели с выходом его рабочего конца в мобилизованный 5 межреберный промежуток с правой стороны. Закрепили винтом на уступе хвостовика туннелизатора-проводника изогнутую пластину-эндокорректор, и провели ее за грудиной с выходом в межреберье с другой стороны грудины, на вершине ее деформации. Отсоединили дугообразно изогнутую пластину от туннелизатора-проводника. Не прекращая тракцию за мечевидный отросток, развернули изогнутую пластину-эндокорректор на 180 градусов, и закрепили ее винтами на опорных пластинах на ребрах. Раны в межреберьях зашили наглухо.

На 2 сутки пациент активизирован. На 6 сутки выписан на амбулаторное лечение. 25.11.2019 г пластина-эндокорректор удалена. Через 6 месяцев после удаления конструкции: форма грудной клетки имеет обычную конфигурацию, жалоб нет. (Фиг. 5)