Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для передней стабилизации С1-С4 позвонков

Изобретение относится к медицине, а именно к нейрохирургии, и может быть использовано в случаях, требующих проведения хирургических манипуляций на телах С2-С3 позвонков, в связи с чем необходимо добиться стабилизации С1-С4 сегментов позвоночника, например:

- при оперативном лечении различных заболеваний области тел С2-С3 позвонков: опухоли тел С2-С3 позвонков, кисты кости тел С2-С3 позвонков, аномалии развития краниовертебрального сочленения (базилярная импрессия и инвагинация зубовидного отростка С2 позвонка), травматическом поражении зубовидного отростка и тел С2-С3 позвонков;

- при операциях, производимых из переднего (трансорального) доступа, при фиксации первого и четвертого шейных позвонков, что позволяет отказаться от второй операции из заднего доступа.

- при самостоятельной передней фиксации С1-С4 позвонков, а также в сочетании со стабилизацией различными устройствами при проведении операции из заднего доступа.

Известно устройство для передней стабилизации С1-С3 шейных позвонков, содержащее модуль фиксации, включающий первый фиксирующий фрагмент с первым отверстием и вторым отверстием, геометрически сопряженными соответственно с первым стопорным элементом и вторым стопорным элементом, включающий также второй фиксирующий фрагмент с третьим отверстием и четвертым отверстием, геометрически сопряженными соответственно с третьим стопорным элементом и четвертым стопорным элементом, и этом первый фиксирующий фрагмент со стороны первой прилегающей зоны конгруэнтен передней поверхности С1 позвонка, второй фиксирующий фрагмент со стороны второй прилегающей зоны конгруэнтен передней поверхности С3 позвонка (патент RU 2615901).

Недостаток этого устройства заключается в том, что этим устройством, имеющим относительно большие размеры, сложно обеспечивать надежную установку и стабилизацию С1-С4 позвонков через разрез в области ротоглотки.

Технической задачей, решаемой в настоящем изобретении является обеспечение надежной стабилизации С1-С4 позвонков через разрез в области ротоглотки.

Технический результат изобретения, заключается в повышении надежности и упрощении стабилизации С1-С4 позвонков через разрез в области ротоглотки.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для передней стабилизации шейных позвонков, содержащем модуль фиксации, включающий первый фиксирующий фрагмент с первым отверстием и вторым отверстием, геометрически сопряженными соответственно с первым стопорным элементом и вторым стопорным элементом, включающий также второй фиксирующий фрагмент с третьим отверстием и четвертым отверстием, геометрически сопряженными соответственно с третьим стопорным элементом и четвертым стопорным элементом, при этом первый фиксирующий фрагмент со стороны первой прилегающей зоны конгруэнтен передней поверхности С1 позвонка, второй фиксирующий фрагмент со стороны второй прилегающей зоны конгруэнтен передней поверхности С4 позвонка, первый фиксирующий фрагмент имеет возможность соединения со вторым фиксирующим фрагментом, которое обеспечивается первым соединительным элементом первого фиксирующего фрагмента и вторым соединительным элементом второго фиксирующего фрагмента. При этом первый фиксирующий фрагмент со стороны первой прилегающей зоны включает первый опорный элемент с первой опорной зоной и второй опорный элемент со второй опорной зоной. Первая опорная зона и вторая опорная зона конгруэнтны передненижней поверхности С1 позвонка, что повышает площадь соприкосновения и тем самым повышает надежность стабилизации. Второй фиксирующий фрагмент со стороны второй прилегающей зоны включает третий опорный элемент с третьей опорной зоной, которая конгруэнтна передневерхней поверхности тела С4 позвонка, что повышает площадь соприкосновения и тем самым повышает надежность стабилизации. При этом модуль фиксации включает средства крепления для неподвижной установки первого фиксирующего фрагмента относительно второго фиксирующего фрагмента.

Существует вариант, в котором первый соединительный элемент первого фиксирующего фрагмента выполнен в виде плоского элемента длиной В.

Существует также вариант, в котором второй соединительный элемент второго фиксирующего фрагмента выполнен в виде первого П-образного паза и второго П-образного паза, имеющих возможность сопряжения с плоским элементом первого соединительного элемента.

Существует также вариант, в котором средства крепления выполнены в виде, по меньшей мере, двух винтов.

Существует также вариант, в котором первый П-образный паз и второй П-образный паз выполнены глухими длиной Ж.

Существует также вариант, в котором В равно Ж с погрешностью не более 0,1 мм.

На фиг. 1 изображен фронтальный вид (спереди) устройства для передней стабилизации С1-С4 шейных позвонков.

На фиг. 2 изображен вид сбоку на устройство для передней стабилизации С1-С4 шейных позвонков.

На фиг. 3 изображен первый фиксирующий фрагмент (Вид. А на фиг. 2).

На фиг. 4 изображен второй фиксирующий фрагмент (Вид. Б на фиг. 2).

На фиг. 5 изображен модуль фиксации (вид сзади).

На фиг. 6 изображено устройство для передней стабилизации С1-С4 шейных позвонков, установленное на С1-С4 шейные позвонки.

На фиг. 7 изображена магнитно-резонансная томограмма в сагиттальной проекции пациентки М. Больших размеров опухоль, поражающая тела С2-С3 позвонков с наличием костного цемента в передних отделах тела С2 позвонка, окципитоспондилодез. Состояние после первого этапа оперативного лечения, произведенного в Нижнем Новгороде.

На фиг. 8 изображена компьютерная томограмма в боковой проекции пациентки М. Состояние после второго этапа хирургического лечения (Москва): трансорального тотального удаления большой опухоли тел С2-С3 позвонков, передней (трансоральной) стабилизации С1-С4 позвонков. Правильное стояние системы передней стабилизации С1-С4 позвонков и окципитоспондилодез.

На фиг. 9 изображена рентгенограмма в боковой проекции пациентки М. Правильное стояние системы передней стабилизации С1-С4 позвонков и окципитоспондилодез.

На фиг. 10 изображена рентгенограмма во фронтальной проекции пациентки М. Правильное стояние системы передней стабилизации С1-С4 позвонков и окципитоспондилодез.

Устройство для передней стабилизации С1-С4 шейных позвонков содержит модуль фиксации 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4), включающий первый фиксирующий фрагмент 2 с первым отверстием 3 и вторым отверстием 4, геометрически сопряженными соответственно с первым стопорным элементом 5 и вторым стопорным элементом 6. Модуль фиксации 1 включает также второй фиксирующий фрагмент 7 с третьим отверстием 8 и четвертым отверстием 9 (на фиг. 4 позиции 8 и 9 показаны условно), геометрически сопряженными соответственно с третьим стопорным элементом 10 и четвертым стопорным элементом 11. Первый фиксирующий фрагмент 2 и второй фиксирующий фрагмент 7 могут быть выполнены из титанового сплава NiAL4V. В качестве стопорных элементов 5, 6, 10, 11 можно использовать эксцентрики, установленные посредством резьбы (на фиг не показана) в модуле фиксации 1. Стопорные элементы 5, 6, 10, 11 могут фиксировать крепежные элементы (на фиг не показаны), осуществляющие закрепление модуля фиксации 1 в процессе операции на С1-С4 позвонках. Первый фиксирующий фрагмент 2 со стороны первой прилегающей зоны 12 (см. также фиг. 5) конгруэнтен передней поверхности С1 позвонка, второй фиксирующий фрагмент 7 со стороны второй прилегающей зоны 13 конгруэнтен передней поверхности С4 позвонка. При этом первый фиксирующий фрагмент 2 имеет возможность соединения со вторым фиксирующим фрагментом 7, которое обеспечивается первым соединительным элементом 14 первого фиксирующего фрагмента 2 и вторым соединительным элементом 15 второго фиксирующего фрагмента 7. Первый фиксирующий фрагмент 2 со стороны первой прилегающей зоны 12 включает первый опорный элемент 16 с первой опорной зоной 17 и второй опорный элемент 18 со второй опорной зоной 19. Первая опорная зона 17 и вторая опорная зона 19 конгруэнтны передненижней поверхности С1 позвонка. Второй фиксирующий фрагмент 7 со стороны второй прилегающей зоны 13 включает третий опорный элемент 20 с третьей опорной зоной 21. Третья опорная зона 21 конгруэнтна передневерхней поверхности тела С4 позвонка. Модуль фиксации 1 включает средства крепления 22 для неподвижной установки первого фиксирующего фрагмента 2 относительно второго фиксирующего фрагмента 7.

Существует вариант, в котором первый соединительный элемент 14 (фиг. 3) первого фиксирующего фрагмента 2 выполнен в виде плоского элемента 23 длиной В, которая может быть в диапазоне 12-25 мм. Ширина Г и толщина Д плоского элемента 23 могут равняться, соответственно 10-20 мм и 1,5-3,5 мм.

Существует вариант, в котором второй соединительный элемент 15 (фиг. 4, фиг. 5) второго фиксирующего фрагмента 7 выполнен в виде первого П-образного паза 24 и второго П-образного паза 25, имеющих возможность сопряжения с плоским элементом 23. Высота Е первого П-образного паза 24 и второго П-образного паза 25 может превышать толщину Д плоского элемента 23 на 0,1 мм - 0,2 мм. Возможны и другие варианты выполнения первого соединительного элемента 14 и второго соединительного элемента 15, например, в виде элементов типа «ласточкин хвост».

Существует вариант, в котором средства крепления 22 выполнены в виде, по меньшей мере, двух винтов 26. Винты 26 могут иметь шлицевой паз, как изображено на фиг. 1, а также - внутренний шестигранник, как изображено на фиг. 6.

Существует вариант, в котором первый П-образный паз 24 и второй П-образный паз 25 выполнены глухими длиной Ж.

Существует вариант, в котором В равно Ж с погрешностью не более 0,1 мм.

В одном из вариантов плоский элемент 23 может быть снабжен ребром жесткости 27 (фиг. 5).

При использовании винтов 28 (фиг. 6) с внутренним шестигранником для закрепления первого фиксирующего фрагмента 2 и второго фиксирующего фрагмента 7 соответственно на С1 позвонке и С4 позвонке целесообразно использовать первый стопорный элемент 5, второй стопорный элемент 6, третий стопорный элемент 10 и четвертый стопорный элемент 11.

Для изготовления модуля фиксации 1 (первого фиксирующего фрагмента 2 и второго фиксирующего фрагмента 7) требуется выполнение компьютерной томографии пациенту строго в горизонтальном положении (угол наклона Гентри 0°) в 3D режиме. Компьютерную томографию пациента обрабатывают в компьютерной программе для формирования математической модели накладной пластины, которую сопоставляют с математической моделью позвоночника конкретного пациента. После чего, при необходимости, производят корректировку направления введения крепежных винтов и их размеров, а также корректировку размеров самого модуля фиксации 1 (первого фиксирующего фрагмента 2 и второго фиксирующего фрагмента 7). Затем изготавливают конгруэнтный индивидуальный модуль фиксации 1 (первый фиксирующий фрагмент 2 и второй фиксирующий фрагмент 7) при помощи высокоточного фрезерования или с использованием порошковых технологий. Модуль фиксации 1 (первый фиксирующий фрагмент 2 и второй фиксирующий фрагмент 7) учитывает все анатомические особенности передних отделов С1-С4 позвонков и их взаимоотношение между собой и является конгруэнтной передней поверхности С1-С4 сегмента позвоночника у конкретного пациента. Следующим этапом является формирование полномасштабной 3D модели краниовертебрального сегмента из фотополимеризующих растворов (полиметилметакрилат) на стереолитографе, которая является точной копией костных структур конкретного пациента. Для определения степени конгруэнтности модуля фиксации 1 (первого фиксирующего фрагмента 2 и второго фиксирующего фрагмента 7) у конкретного пациента она накладывается на изготовленную стереолитографическую модель краниовертебрального сегмента. При необходимости, для достижения конгруэнтности модуля фиксации 1 (первого фиксирующего фрагмента 2 и второго фиксирующего фрагмента 7) и передних отделов С1-С4 позвонков, производят дополнительную его обработку. Модуль фиксации 1 (первый фиксирующий фрагмент 2 и второй фиксирующий фрагмент 7) фиксируют с помощью крепежных винтов 28, введенных в боковые массы С1 позвонка и крепежных винтов 28, введенных в тело С4 позвонка. Для исключения саморазвертывания крепежных винтов 28 используют стопорные элементы 5, 6, 10, 11.

Устройство для передней стабилизации С1-С4 шейных позвонков устанавливают следующим образом.

В начале операции осуществляют трансоральный доступ к передней поверхности C1, С2, С3 и С4 позвонков: устанавливают роторасширитель, рассекают мягкие ткани ротоглотки, скелетируют переднее полукольцо С1 позвонка, нижние отделы зубовидного отростка, тела С2, С3 и С4 позвонков. При необходимости трепанируют переднее полукольцо С1 позвонка. Трепанируют зубовидный отросток С2 позвонка, который может быть смещен кзади и, который может компремировать спинной мозг. Удаляют патологический очаг области зубовидного отростка и тел С2-С3 позвонков (опухоль, киста кости и др.). При этом достигается декомпрессия верхнешейного отдела спинного мозга. Удаление переднего полукольца С1 позвонка, зубовидного отростка и тел С2-С3 позвонков неизбежно приводит к нестабильности в области С1-С2 и С2-С3 сегментов позвоночника, которая может быть исходной из-за наличия патологического поражения (опухоли, кисты кости и др.). Для устранения нестабильности сегментов С1-С2 и С2-С3 позвоночника устанавливают модуль фиксации 1, который устанавливают таким образом, чтобы первая опорная зона 17 и вторая опорная зона 19 располагалась по нижней поверхности С1 позвонка (на нижних суставных поверхностях), а третья опорная зона 19 располагалась на верхней поверхности тела С4 позвонка.

Первый фиксирующий фрагмент 2 крепят при помощи верхних винтов 28, который вводят в боковые массы С1 позвонка, а второй фиксирующий фрагмент 7 крепят при помощи нижних винтов 28 к телу С4 позвонка. Винты 28 могут быть разными по длине, это зависит от индивидуальных анатомических особенностей пациента, а также от предполагаемой траектории введения крепежных элементов в костную ткань. Для предотвращения миграции (саморазвертывания) винтов 28 используют стопорные элементы 5, 6, 10, 11. Далее производят послойное ушивание мягких тканей ротоглотки.

Учитывая конгруэнтность первого фиксирующего фрагмента 2 и второго фиксирующего фрагмента 7 со стороны шейных позвонков достигается максимальная площадь соприкосновения модуля фиксации 1 с прилежащими костными структурами С1 и С4 позвонков, тем самым повышается надежность стабилизации С1-С4 сегментов шейного отдела позвоночника.

Клинический пример использования изобретения.

Больная М. 31 г.

Клинический диагноз: Остеобластокластома (гигантоклеточная опухоль) С2 позвонка.

Поступила в НМИЦ ТО им. Н.Н. Приорова МЗ РФ 16.08.17 с жалобами на локальный болевой синдром в области шеи и ограничение подвижности в шейном отделе. Поступила в плановом порядке для проведения многоэтапного оперативного вмешательства.

Из анамнеза известно, что боли в шейном отделе позвоночника беспокоят в течение 2-х лет. При МРТ исследовании выявлено опухолевое поражение С2 позвонка. Пациентка была неоднократно оперирована в отделении нейрохирургии ФГБУ «ПФМИЦ» г. Н.Новгород, где был выполнен окципитоспондилодез 32 (фиг. 9, фиг. 10), вертебропластика С2 позвонка костным цементом 31 (фиг. 7). В связи с недостаточным открыванием рта, появившимся после некорректного выпонения окципитоспондилодеза 32 по месту жительства, первым этапом пациентке в НМИЦ ТО им. Н.Н. Приорова МЗ РФ выполнено ремоделирование окципитоспондилодеза 32.

При повторной госпитализации в НМИЦ ТО им. Н.Н. Приорова МЗ РФ 28.08.17 для выполнения второго этапа оперативного лечения (удаления большой опухоли тел С2-С3 позвонков и фиксации С1-С4 сегментов позвоночника) выявлены ограничение подвижности и боль в шейном отделе позвоночника. Двигательных и чувствительных нарушений в конечностях нет, мочеиспускание не нарушено.

На магнитно-резонансная томограмме в сагиттальной проекции пациентки М. перед операцией (фиг. 7) выявляется больших размеров опухоль, поражающая тела С2-С3 позвонков с наличием костного цемента 31 в. передних отделах тела С2 позвонка, окципитоспондилодез 32. Состояние после первого этапа оперативного лечения, произведенного в Нижнем Новгороде.

Учитывая клинико-рентгенологическую картину, 05.09.2017 выполнено оперативное вмешательство: Удаление большой опухоли тел С2-С3 позвонков, удаление костного цемента 31 области тела С2 позвонка. Декомпрессия спинного мозга. Фиксация сегментов С1-С4 модулем фиксации 1.

Протокол операции:

Установлена трахеостома. Положение больной лежа на спине. Установлен роторасширитель. Осуществлен разрез продольно через мягкое небо и заднюю стенку ротоглотки на уровне С1-С4 позвонков. Скелетированы переднее полукольца С1 позвонка, разрушенные опухолью тела С2-С3 позвонков, верхний отдел тела С4 позвонка. При помощи ламинотомов, высокоскоростной произведено удаление костного цемента 31 области С2 позвонка. Затем удалена верхняя часть опухоли в проекции тела С2 позвонка (I зона опухоли 29), а затем удалена нижняя часть опухоли в проекции тела С3 позвонка (II зона опухоли 30). Модуль фиксации 1 установлен на подготовленную позицию С1-С4 позвонков согласно предоперационной подготовке, фиксирована 4 винтами: два винта в боковые массы С1 позвонка и два винта в тело С4 позвонка. Проведен интраоперационный рентген - контроль: стояние модуля фиксации 1 и винтов 28 правильное. Стопорные элементы 5, 6, 10, 11 установлены в рабочее положение для фиксации винтов 28. Послойное ушивание раны.

Цитогистологическое заключение от 18.09.2017 г. - остеосаркома низкой степени злокачественности (G1) с выраженным фибробластическим компонентом (стадия I В по Enneking).

В послеоперационном периоде трижды было отмечено расхождение швов в области ротоглотки (в связи с крайне высоким глоточным рефлексом, а также нарушением пациенткой рекомендованного послеоперационного режима), по поводу чего были выполнены три ревизии операционной раны с ушиванием и пластикой ротоглотки.

На контрольной компьютерной томограмме в боковой проекции пациентки М. после операции (фиг. 8) отмечается радикальное удаление большой опухоли тел С2-С3 позвонков, удален костный цемент 31, правильное стояние модуля фиксации 1 С1-С4 сегментов позвоночника с первым фиксирующим фрагментом 2 и вторым фиксирующим фрагментом 7.

На контрольных рентгенограммах в боковой (фиг. 9) и прямой (фиг. 10) проекциях пациентки М. после операции отмечается правильное стояние модуля фиксации 1 С1-С4 сегментов позвонков с первым фиксирующим фрагментом 2 и вторым фиксирующим фрагментом 7 и окципитоспондилодеза 32.

Технические результаты.

То, что в устройстве для передней стабилизации С1-С4 шейных позвонков, первый фиксирующий фрагмент 2 имеет возможность соединения со вторым фиксирующим фрагментом 7, которое обеспечивается первым соединительным элементом 14 первого фиксирующего фрагмента 2 и вторым соединительным элементом 15 второго фиксирующего фрагмента 7, при этом первый фиксирующий фрагмент 2 со стороны первой прилегающей зоны 12 включает первый опорный элемент 16 с первой опорной зоной 17 и второй опорный элемент 18 со второй опорной зоной 19, причем первая опорная зона 17 и вторая опорная зона 19 конгруэнтны передненижней поверхности С-1 позвонка, при этом второй фиксирующий фрагмент 7 со стороны второй прилегающей зоны 13 включает третий опорный элемент 20 с третьей опорной зоной 21, причем третья опорная зона 21 конгруэнтна передневерхней поверхности тела С4 позвонка, при этом модуль фиксации 1 включает средства крепления 22 для неподвижной установки первого фиксирующего фрагмента 2 относительно второго фиксирующего фрагмента 7 приводит к тому, что появляется возможность последовательной ввода и установки второго фиксирующего фрагмента 7 и первого фиксирующего фрагмента 2 через разрез в области ротоглотки на С1 и С4 позвонках. Это приводит к повышению надежности и упрощению стабилизации С1-С4 позвонков через разрез в области ротоглотки.

То, что первый соединительный элемент 14 первого фиксирующего фрагмента 2 выполнен в виде плоского элемента 23 длиной В, а второй соединительный элемент 15 второго фиксирующего фрагмента 7 выполнен в виде первого П-образного паза 24 и второго П-образного паза 25, имеющих возможность сопряжения с плоским элементом 23 приводит к повышению надежности упрощению стабилизации С1-С4 позвонков через разрез в области ротоглотки за счет координатного сопряжения первого соединительного элемента 14 первого и второго соединительного элемента 15 в процессе их соединения.

То, что средства крепления 22 выполнены в виде, по меньшей мере, двух винтов 26 приводит к упрощению стабилизации С1-С4 позвонков через разрез в области ротоглотки.

То, что первый П-образный паз 24 и второй П-образный паз 25 выполнены глухими длиной Ж, причем В равно Ж с погрешностью не более 0,1 мм приводит к надежному креплению первого фиксирующего фрагмента 2 и второго фиксирующего фрагмента 7 друг относительно друга и соответственно надежной и простой стабилизации С1-С4 позвонков через разрез в области ротоглотки.