Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для передней стабилизации шейных позвонков атланто-субаксиального уровня

Изобретение относится к медицине, а именно к нейрохирургии и может быть использовано при оперативном лечении различных заболеваний области от уровня С2 до С6 позвонков: опухолей тел С2-С6 позвонков, кист кости тел С2-С6 позвонков, аномалий развития краниовертебрального сочленения (базилярная импрессия и инвагинация зубовидного отростка С2 позвонка), травматических поражениях зубовидного отростка и тел С2-С6 позвонков.

Изобретение предназначено для операций, производимых из комбинаций передних доступов: трансорального и подчелюстного при фиксации С1-С3, С1-С4 позвонков; трансорального и трансцервикального при фиксации С1-С4, С1-С5, С1-С6, С1-С7 позвонков и является альтернативой их задней фиксации с целью отказаться от второй операции из заднего доступа.

Предлагаемое изобретение может использоваться как при самостоятельной передней фиксации С1-Cn (где 2<n≤7) позвонков, так и 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 с третьим 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 второго позвонка (патент RU 2615901).

Первый недостаток этого устройства заключается в том, что его, имеющего относительно большие размеры, сложно, а в некоторых ситуациях невозможно устанавливать для стабилизации С1-Cn (где 2<n≤7) шейных позвонков через минимально инвазивный доступ в области ротоглотки.

Задача изобретения заключается в том, чтобы обеспечить стабилизацию С1-Cn (где 2<n≤7) шейных позвонков через комбинацию минимально инвазивных передних доступов к передним отделам шейных позвонков без рассечения нижней челюсти и языка.

Технический результат изобретения заключается в значительном снижении травматичности операции, повышении надежности и упрощении стабилизации С1-Cn позвонков (где 2<n≤7).

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 с третьим 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 второго позвонка, первый фиксирующий фрагмент имеет возможность соединения со вторым фиксирующим фрагментом и фиксации их друг относительно друга на выбранном расстоянии, 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 передне-нижней поверхности С1 позвонка, что повышает площадь соприкосновения и надежность стабилизации. Второй фиксирующий фрагмент со стороны второй прилегающей зоны включает третий опорный элемент с третьей опорной зоной, что повышает площадь соприкосновения и надежность стабилизации. Третья опорная зона конгруэнтна передне-верхней поверхности тела Cn шейного позвонка (где 2<n≤7). При этом модуль фиксации включает средства крепления для неподвижной установки первого фиксирующего фрагмента относительно второго фиксирующего фрагмента. Первый соединительный элемент первого фиксирующего фрагмента выполнен в виде первого П-образного паза и второго П-образного паза. Средства крепления включают первый винт, выходящий первой боковой поверхностью в первый П-образный паз, а также второй винт, выходящий второй боковой поверхностью во второй П-образный паз. При этом второй соединительный элемент второго фиксирующего фрагмента выполнен в виде плоского элемента с первым набором выборок и вторым набором выборок, которые имеют возможность сопряжения соответственно с первой боковой поверхностью первого винта и второй боковой поверхностью второго винта.

Существует вариант, в котором первый П-образный паз и второй П-образный паз выполнены сквозными.

Существует вариант, в котором модуль фиксации снабжен технологическим отверстием.

На фиг. 1 изображен фронтальный вид (спереди) устройства для передней стабилизации шейных позвонков в раздвинутом состоянии.

На фиг. 2 изображен фронтальный вид (спереди) устройства для передней стабилизации шейных позвонков в собранном состоянии.

На фиг. 3 изображен вид сбоку на устройство для передней стабилизации шейных позвонков.

На фиг. 4 изображен вид снизу на модуль фиксации.

На фиг. 5 изображено устройство для передней стабилизации шейных позвонков, установленное на С1-С4 шейные позвонки.

На фиг. 6 изображена компьютерная томограмма пациента П. перед операцией. Костная киста тела С3 позвонка, патологический перелом тела С3, стеноз позвоночного канала.

На фиг. 7 изображена магнитно-резонансная томограмма пациента П. перед операцией. Костная киста тела С3 позвонка, патологический перелом тела С3, стеноз позвоночного канала.

На фиг. 8 изображена компьютерная томограмма в сагиттальной проекции пациента П. после ранее проведенного окципитоспондилодеза.

На фиг. 9 изображена рентгенограмма в боковой проекции пациента П. после операции.

На фиг. 10 изображена компьютерная томограмма в сагиттальной проекции пациента П. после операции. Радикальное удаление опухоли.

На фиг. 11 изображена компьютерная томограмма пациента П. в режиме 3D реконструкции во фронтальной проекции после операции. Радикальное удаление опухоли.

Устройство для передней стабилизации 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, геометрически сопряженными с третьим стопорным элементом 10. Первый фиксирующий фрагмент 2 и второй фиксирующий фрагмент 7 могут быть выполнены из титанового сплава NiAL4V. В качестве стопорных элементов 5, 6, 10 можно использовать плоские элементы, закрепленные на винтах 11 и установленные посредством винтов 11 в модуле фиксации 1. Стопорные элементы 5, 6, 10 могут фиксировать крепежные элементы (не показаны), осуществляющие закрепление модуля фиксации 1 в процессе операции на шейных позвонках. Первый фиксирующий фрагмент 2 со стороны первой прилегающей зоны 12 (см. фиг. 3) конгруэнтен передней поверхности С1 позвонка, второй фиксирующий фрагмент 7 со стороны второй прилегающей зоны 13 конгруэнтен передней поверхности Cn позвонка. При этом первый фиксирующий фрагмент 2 имеет возможность соединения со вторым фиксирующим фрагментом 7 и фиксации их друг относительно друга на выбранном расстоянии, 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. Первая опорная зона 17 и вторая опорная зона 19 конгруэнтны передне-нижней поверхности C1 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 первой-верхней поверхности тела Cn шейного позвонка, где 2<n≤7. Модуль фиксации 1 включает средства крепления 22 для неподвижной установки первого фиксирующего фрагмента 2 относительно второго фиксирующего фрагмента 7. Первый соединительный элемент 14 первого фиксирующего фрагмента 2 выполнен в виде первого П-образного паза 23 (фиг. 4) и второго П-образного паза 24. Средства крепления 22 включают первый винт 25, выходящий первой боковой поверхностью 26 в первый П-образный паз 23, а также второй винт 27, выходящий второй боковой поверхностью 28 во второй П-образный паз 24. Второй соединительный элемент 15 второго фиксирующего фрагмента 7 выполнен в виде плоского элемента 29 с первым набором выборок 30 и вторым набором выборок 31, которые имеют возможность сопряжения соответственно с первой боковой поверхностью 26 первого винта 25 и второй боковой поверхностью 28 второго винта 27. Расстояние между центрами выборок 30 может быть в диапазоне 0,1-0,3 мм. Расстояние между центрами выборок 31 может быть в диапазоне 0,1-0,3 мм.

В одном из вариантов первый П-образный паз 23 и второй П-образный паз 24 выполнены сквозными.

В одном из вариантов модуль фиксации 1 снабжен технологическим отверстием 32, в котором может быть нарезана резьба М2-М3.

При использовании винтов 33 (фиг. 5) с внутренним шестигранником для закрепления первого фиксирующего фрагмента 2 и второго фиксирующего фрагмента 7 соответственно на C1 позвонке и Cn позвонках используют первый стопорный элемент 5, второй стопорный элемент 6 и третий стопорный элемент 10, выполненные в виде эксцентриковых пластин, прижимающих шляпки винтов 33 соответственно к первому фиксирующему фрагменту 2 и второму фиксирующему фрагменту 7.

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 C1-Cn позвонков и их взаимоотношение между собой и является конгруэнтной передней поверхности C1-Cn 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 стерео-литографическую модель краниовертебрального сегмента. При необходимости, для достижения конгруэнтности модуля фиксации 1 (первого фиксирующего фрагмента 2 и второго фиксирующего фрагмента 7) и передних отделов C1-Cm позвонков, производят дополнительную его обработку. Модуль фиксации 1 (первый фиксирующий фрагмент 2 и второй фиксирующий фрагмент 7) фиксируют с помощью крепежных винтов 33, введенных в боковые массы C1 позвонка и крепежных винтов 33, введенных в тело Cn позвонка. Для исключения саморазвертывания крепежных винтов 33 используют стопорные элементы 5, 6, 10.

Устройство для передней стабилизации шейных позвонков устанавливают следующим образом в зависимости от клинической ситуации: а) необходима установка модуля фиксации 1 на уровне C1-С4 позвонков; б) необходима установка модуля фиксации 1 на уровне C1-С7 позвонков.

В случае необходимости установки модуля фиксации 1 на уровне С1-С4 осуществляют комбинированный передний доступ (трансоральный + подчелюстной) к передней поверхности С1-С4 позвонков. Вначале выполняют трансоральный доступ: устанавливают роторасширитель, рассекают мягкие ткани ротоглотки, скелетируют переднее полукольцо С1 позвонка, нижние отделы зубовидного отростка, тела С2, С3 позвонков. Затем выполняют подчелюстной доступ: выполняют горизонтальный разрез мягких тканей шеи проекционно по нижнему краю нижней челюсти и осуществляют доступ к передней поверхности тел С3-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 C1 позвонка (на нижних суставных поверхностях), а третья опорная зона 21 располагалась на верхней поверхности тела С4 позвонка.

Первый фиксирующий фрагмент 2 крепят при помощи верхних винтов 33, который вводят в боковые массы С1 позвонка, а второй фиксирующий фрагмент 7 крепят при помощи нижних винтов 33 к телу С4 позвонка. Винты 33 могут быть разными по длине, это зависит от индивидуальных анатомических особенностей пациента, а также от предполагаемой траектории введения винтов в костную ткань. Для предотвращения миграции (саморазвертывания) винтов 33 используют стопорные элементы 5, 6, 7. Далее производят послойное ушивание мягких тканей ротоглотки и шеи.

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, снижается травматичность операции за счет выполнения комбинации минимально инвазивных передних доступов к передним отделам шейных позвонков без рассечения нижней челюсти и языка.

В случае необходимости установки модуля фиксации 1 на уровне С1-С7 осуществляют комбинированный передний доступ (трансоральный + трансцервикальный) к передней поверхности С1-С4 позвонков. Вначале выполняют трансоральный доступ: устанавливают роторасширитель, рассекают мягкие ткани ротоглотки, скелетируют переднее полукольцо С1 позвонка, нижние отделы зубовидного отростка, тела С2, С3 позвонков. Затем выполняют трансцервикальный доступ: выполняют вертикальный разрез мягких тканей шеи проекционно по переднему краю грудинно-ключично-сосцевидной мышцы и осуществляют доступ к передней поверхности тел С3-С7 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-С7 позвонков (опухоль, киста кости и др.). При этом достигается декомпрессия шейного отдела спинного мозга. Удаление переднего полукольца С1 позвонка, зубовидного отростка и тел С2-С7 позвонков неизбежно приводит к нестабильности в области С1-С2, С2-С3, С3-С4, С4-С5, С5-С6, С6-С7 сегментов позвоночника, которая может быть исходной из-за наличия патологического поражения (опухоли, кисты кости и др.). Для устранения нестабильности сегментов С1-С2, С2-С3, С3-С4, С4-С5, С5-С6, С6-С7 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 21 располагалась на верхней поверхности тела Cn позвонка, где 2<n≤7.

Первый фиксирующий фрагмент 2 крепят при помощи верхних винтов 33, который вводят в боковые массы С1 позвонка, а второй фиксирующий фрагмент 7 крепят при помощи нижних винтов 33 к телу Cn позвонка, где 2<n≤7. Винты 33 могут быть разными по длине, это зависит от индивидуальных анатомических особенностей пациента, а также от предполагаемой траектории введения винтов в костную ткань. Для предотвращения миграции (саморазвертывания) винтов 33 используют стопорные элементы 5, 6, 10. Далее производят послойное ушивание мягких тканей ротоглотки и шеи.

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 С7 позвонков, тем самым повышается надежность стабилизации С1-С7 сегментов шейного отдела позвоночника, снижается травматичность операции за счет выполнения комбинации минимально инвазивных передних доступов к передним отделам шейных позвонков без рассечения нижней челюсти и языка.

Клинический пример использования изобретения.

Больной П. 57 л.

Клинический диагноз: Большая опухоль тел С2-С3 позвонков, патологический перелом тела С3, компрессия спинного мозга.

Поступил в НМИЦ ТО им. Н.Н. Приорова МЗ РФ 07.11.2017 с жалобами на локальный болевой синдром в области шеи и ограничение подвижности в шейном отделе. Поступил в плановом порядке для проведения оперативного вмешательства.

Из анамнеза известно, что боли в шейном отделе позвоночника беспокоят в течение года. При МРТ исследовании выявлена большая опухоль тел С2-С3 позвонков, патологический перелом тела С3, компрессия спинного мозга. Пациент был дважды оперирован в НМИЦ ТО им. Н.Н. Приорова МЗ РФ, где выполнена краевая резекция опухоли и окципитоспондилодез 34.

При госпитализации в НМИЦ ТО им. Н.Н. Приорова МЗ РФ 28.08.17 для выполнения оперативного вмешательства (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 компьютерной томограмме в сагиттальной проекции (фиг. 6) и магнитно-резонансной томограмме в сагиттальной проекции (фиг. 7) пациента П. перед операцией выявляется большая опухоль тел С2-С3 позвонков, патологический перелом тела С3, компрессия спинного мозга, окципитоспондилодез 34 (фиг. 8). Состояние после оперативного лечения (окципитоспондилодеза), произведенного ранее в НМИЦ ТО им. Н.Н. Приорова МЗ РФ.

Учитывая клинико-рентгенологическую картину, 08.11.17 выполнено оперативное вмешательство из комбинированного доступа (трансорального + подчелюстного): Удаление большой опухоли тел С2-С3 позвонков. Декомпрессия спинного мозга. Фиксация сегментов С1-С4 модулем фиксации 1.

Протокол операции:

Установлена трахеостома. Операция выполняется из двух доступов. Первым этапом в проекции нижнего края нижней челюсти выполнен горизонтальный разрез около 5 см. Осуществлен доступ к телу С3-С4 позвонков. Вторым этапом установлен роторасширитель. Осуществлен линейный парамедианный разрез мягкого неба, линейный срединный разрез задней стенки ротоглотки на уровне C1-С3 позвонков. Обнажены тела С1-С3 позвонков. Обнаружена больших размеров, высоковаскуляризированная опухоль тел С2-С3 позвонков, которая удалялась путем фрагментации. Тщательный гемостаз. Модуль фиксации 1 в сложенном состоянии трансорально установлен на подготовленную позицию С1 позвонка. Затем второй фиксирующий фрагмент 7 выдвинут и установлен на подготовленную позицию передней поверхности С4 позвонка. Первый фиксирующий фрагмент 2 и второй фиксирующий фрагмент 7 соединены между собой при помощи винтов 25 и 27. Модуль фиксации 1 фиксирован четырьмя винтами 33: два винта в боковые массы С1 позвонка и два винта в тело С4 позвонка. Проведен интраоперационный рентген - контроль: стояние модуля фиксации 1 и винтов 33 правильное. Стопорные элементы 5, 6, 10 установлены в рабочее положение для фиксации винтов 33. Послойное ушивание раны ротоглотки и шеи.

Гистологическое заключение: Картина гигантоклеточной опухоли с единичными патологическими митозами, единичными очажками атипического остеоида.

В послеоперационном периоде осложнений не отмечено.

На контрольной рентгенограмме в боковой проекции пациента П. после операции (фиг. 9) отмечается правильное стояние модуля фиксации 1 С1-С4 сегментов позвоночника с первым фиксирующим фрагментом 2 и вторым фиксирующим фрагментом 7.

На контрольной компьютерной томограмме в сагиттальной проекции (фиг. 10) пациента П. после операции отмечается радикальное удаление опухоли, правильное стояние модуля фиксации 1 С1-С4 сегментов позвонков с первым фиксирующим фрагментом 2 и вторым фиксирующим фрагментом 7 и окципитоспондилодеза 34.

На контрольной компьютерной томограмме в режиме 3D реконструкции во фронтальной проекции (фиг. 11) пациента П. после операции отмечается радикальное удаление опухоли, правильное стояние модуля фиксации 1 С1-С4 сегментов позвонков с первым фиксирующим фрагментом 2 и вторым фиксирующим фрагментом 7.