WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Для удобства изготовления ФУ мы используем металлическую пластину размерами 100мм30мм и толщиной 3мм, с жестко закрепленными на ней двумя штифтами диаметром 4мм, высотой 30мм и расположенными на расстоянии 35мм. Возможно использование деревянного бруска с закрепленными в него металлическими штифтами такого же диаметра и на таком же расстоянии. Металлическую пластину закрепляем в тиски.

После определения длины спицы, скушенные концы подвергаем трехгранной заточке. Определив центр спицы, с помощью плоскогубцев, на штифте металлической пластины формируем петлю диаметром 4мм (Рис. 3).

Рис. 3. Формирование дистальной петли Вторая петля ФУ формируется вокруг второго штифта. При этом ход двух концов спицы переплетается в виде формы косы.

Сформированные петли для винтов должны располагаться строго в одной плоскости (Рис. 4).

Рис. 4. Формирование второй петли После формирования второй петли, концы спицы располагаются под углом 50-55. Отступя 40мм от заточенных концов спицы, с помощью плоскогубцев формируются бранши, ориентированные под углом 55-60 к плоскости ФУ и под углом 60 в направлении друг к другу (Рис. 5). При этом бранши в дистальной трети перекрещиваются.

Рис. 5. Формирование браншей Рис. 6. Моделирование конструкции Далее конструкция с помощью плоскогубцев дугообразно изгибается по предполагаемому по рентгенограммам продольному рельефу метадиафиза плечевой кости (Рис. 6).

Окончательная форма изгиба формируется во время операции (Рис. 7).

Рис. 7. Окончательный вид фиксирующего устройства В среднем размер фиксирующего устройства составляет от 80 до 100мм, в зависимости от типа перелома. Возможна модификация по длине конструкции с учетом длины спицы.

Изготовление ФУ требует минимальной подготовки травматолога-ортопеда. Время, затраченное на изготовление, при наличии соответствующих приспособлений, около 5 минут.

Экспериментально-теоретические исследования Целью нашего экспериментального исследования явилось изучение прочности и показателя жесткости системы «плечевая кость – фиксирующее устройство» к дислоцирующим нагрузкам при нестабильных переломах ПОПК типа 11А, 11В и 11С Универсальной классификации переломов АО в сравнении с аналогичными переломами при остеосинтезе Т-образной пластиной АО.

Проведено 36 экспериментов – 4 серии по 9 экспериментов в каждой на трупных костях проксимального отдела плеча для изучения и сравнения первично-стабилизирующих характеристик жесткости остеосинтеза ФУ и Т-образной пластиной АО.

Три основные серии для исследования жесткости остеосинтеза ФУ при переломах типа 11А; 11В и 11С 1 серия – для исследования жесткости остеосинтеза ФУ изготовленным из спицы диаметром 1,8мм 2 серия – для исследования жесткости остеосинтеза ФУ изготовленным из спицы диаметром 2,0мм 3 серия – для исследования жесткости остеосинтеза ФУ изготовленным из спицы диаметром 2,5мм 4 контрольная серия - для исследования жесткости остеосинтеза Т-образной пластиной АО при переломах типа 11А; 11В и 11С.

Выбранные виды повреждений проксимального отдела плеча, имитируемые в основой и контрольных сериях, были не случайными: по данным литературы и нашим наблюдениям, такие повреждения относятся к наиболее частым.

Для создания модели ФУ использовали спицы диаметром 1,8мм; 2,0мм; 2,5мм и длиной 280мм, чтобы в процессе экспериментального исследования выбрать оптимальный вариант, отвечающий требованиям стабильно-функционального остеосинтеза.

Для изучения показателей прочности и жесткости мы использовали оригинальный биомеханический стенд, изготовленный на основе комплектующих аппарата Илизарова, т.к. испытательные машины известные в машиностроении, могут быть только в той или иной мере апробированы для исследования жесткости остеосинтеза в 6-ти степенях свободы (Корнилов Н.В., Соломин Л.Н., 2002). Имелась возможность подвести к любой точке кости индикаторы линейных перемещений часового типа с точностью измерения 0,01мм.

По средством тарированных по 5N грузов прикладывали нагрузку с постепенным ее увеличением: 5N-10N-15N-20N и т.д.

Фиксировали значение датчиков, показывающих величину смещения фрагмента кости, в зависимости от каждого приращения груза. Эксперимент прекращали, когда индикатор показывал величину смещения на 1,2-1,5мм. Опыты повторяли троекратно в каждом случае и высчитывали средние арифметические величины. Контрольной признавалась величина, при которой наступало смещение в 1мм. Предельная величина Fпред определялась по графикам.

Используемый нами метод исследования жесткости фиксации костных фрагментов включает проведение алгоритма стандартных действий и расчетов по определению основных характеристик жесткости накостного остеосинтеза (Соломин Л.Н.,2002). Исследовали реакцию модели остеосинтеза на следующие смещающие нагрузки:

1. Продольная жесткость остеосинтеза при дистракции – жесткость остеосинтеза при растяжении силой F1дистр. в продольном направлении (Рис. 8).

2. Поперечная сила F2сгиб. Создает угловое перемещение фрагмента в сагиттальной плоскости (Рис. 8). Жесткость остеосинтеза при сгибании – поперечная жесткость остеосинтеза при изгибе фрагмента силой F2сгиб. в сагиттальной плоскости.

3. Поперечная сила F3отв. Создает угловое перемещение фрагмента во фронтальной плоскости (Рис. 8). Жесткость остеосинтеза при отведении – поперечная жесткость остеосинтеза при изгибе фрагмента силой F3отв. во фронтальной плоскости.

Рис. 8. Общая схема «стандартных» смещающих нагрузок Ротационную жесткость остеосинтеза мы не исследовали т.к.

на данном сегменте она существенного практического значения не имеет. За счет неровности линии перелома смещение отломков незначительное.

Следует отметить, что задача эксперимента не сводится к выяснению величины смещающего усилия, при котором наступает разрушение кости или пластическая деформация металлоконструкции и рамы аппарата, так как для клинической практики подобные знания не имеют важного прикладного значения. Эксперимент проводится на основании следующего допущения: если смещение нагружаемого фрагмента достигло 1мм или 1градус, нагрузка в этом случае называется предельной и ее дальнейшее приращение нецелесообразно (Соломин Л.Н., 2002).

При отработке технологии остеосинтеза ФУ на моделях плечевой кости и трупном материале мы отметили сложности в моделировании ФУ изготовленного из спицы диаметром 2,5мм.

Оно выступает над мягкими тканями, жесткие бранши устройства трудноуправляемы при введении, частично разрушают костные фрагменты бугорков, в целом конструкция получается грубой, менее щадящей для тканей. Поэтому оптимальным является ФУ изготовленное из спицы диаметром 2мм, сохраняющее жесткость и прочность при остеосинтезе.

Хотя по показателям жесткости ФУ из спицы 2,5 мм в 1,3 раза выше, чем ФУ из спицы 2.0 мм.

При биомеханическом исследовании модели остеосинтеза ФУ из 2мм спицы оказалось, что в ответ на прилагаемую нагрузку при переломах типа 11А в проекции вектора дистракции, в области перелома появилось смещение 1,2±0,1мм при усилии 45N (4,5кг), а при остеосинтезе Т-образной пластиной – 32N (3,2кг). При этом макроскопически определялась нагрузка винтов на губчатую ткань головки плеча.

В проекции вектора отведения у моделей с фиксирующим устройством в области перелома появлялось смещение 1,2±0,1мм при усилии 40N (4,0кг). У моделей с Т-образной пластиной – 45N (4,5кг). В проекции вектора сгибания эти показатели составили:

- У моделей с ФУ – 35N (3,5кг) - У моделей с Т-образной пластиной – 37,5N (3,75кг) При исследовании жесткости моделей при переломах типа 11В, в ответ на прилагаемую нагрузку в проекции вектора дистракции в области перелома появилось смещение 1,2±0,1мм при усилии:

- У моделей с ФУ – 38N (3,8кг) - У моделей с Т-образной пластиной – 45N (4,5кг) В проекции вектора сгибания:

- У моделей с ФУ – 37,5 (3,75кг) - У моделей с Т-образной пластиной – 36N (3,6кг) При исследовании жесткости моделей при переломах типа 11С в проекции вектора дистракции в области перелома появилось смещение 1,2±0,1мм при усилии:

- У моделей с ФУ – 40N (4,0кг) - У моделей с Т-образной пластиной – 29N (2,9кг) Макроскопически нагрузка на винты, введенные в головку плечевой кости.

В проекции вектора отведения:

- У моделей с ФУ – 38N (3,8кг) - У моделей с Т-образной пластиной – 39N (3,9кг) В проекции вектора сгибания:

- У моделей с ФУ – 30N (3,0кг) - У моделей с Т-образной пластиной – 35N (3,5кг) Таким образом, результаты исследования показали, что жесткость остеосинтеза ФУ при задаваемых векторах смещающего усилия превышает жесткость остеосинтеза Тобразной пластиной при переломах типа 11А, 11В и 11С в проекции вектора дистракции в 1,2 раза и незначительно уступает в проекции вектора отведения и сгибания в 0,9 раза.

Жесткость остеосинтеза ФУ достигается упругодемферирующим ходом браншей конструкции в виде треугольника, полуохватывая головку плечевой кости с кортикальной пластинкой, с созданием встречно-боковой и осевой компрессии равной 30-45N, в зависимости от типа перелома.

Жесткость, которую обеспечивает ФУ достаточна для возможности раннего восстановления функции поврежденного плечевого сустава.

Расчетная модель фиксирующего устройства Для решения поставленной задачи применяем один из широко распространенных численных методов – метод конечных элементов.

Расчет конструкции фиксирующего аппарата с помощью метода конечных элементов выполняется в несколько этапов:

на первом этапе, конструкция разбивается на конечные элементы, проводится нумерация элементов и узлов;

на втором этапе, обрабатываются данные о геометрии, свойствах материала, граничных условиях и нагрузках, а также некоторых общих данных, связанных с характером конечноэлементного представления модели;

на третьем этапе, определяются матрицы жесткости конечных элементов и вектора нагрузок в узлах, а при решении динамических задач определяются матрицы масс и демпфирования;

на четвертом этапе, происходит формирование матрицы жесткости конструкции в целом и вектора нагрузок;

на пятом этапе, происходит преобразование матриц для учета граничных условий;

на шестом этапе, решается система уравнений, и вычисляются узловые перемещения конструкции фиксирующего устройства.

За конечный элемент для фиксирующего устройства взят балочно-стержневой элемент круглого поперечного сечения.

Уравнение равновесия для всей конструкции:

{F}=[k]{} (1) где [k] - матрица жесткости всей конструкции, {} – вектор узловых перемещений, {F} - вектор узловых сил.

Проведенные эксперименты показали, что расчетные показатели перемещения совпадают или очень близки к экспериментальным данным, проведенным на лабораторном стенде Амурской государственной медицинской академии. На рис. 9 приведены результаты экспериментальных данных.

Рис. 9. Результаты эксперимента.

1 – данные при дистракции, 2 – при отведении, 3 – при сгибании.

Таким образом, предложенная модель фиксирующего устройства удовлетворяет требованиям допускаемых значений перемещений узлов фиксатора в области перелома плечевой кости. В расчетах были использованы известные программных комплексы ANSYS, MSC.Nastran и др. Погрешность в вычислениях, не превышает 3 %. Сравнение полученных решений с практическими экспериментами показывают погрешность в вычислениях не более 2-4 %, что допустимо.

Принцип математического моделирования в сочетании с экспериментом позволил создать ФУ, обладающее стабильными характеристиками и прогнозировать биомеханические изменения в системе «фиксирующее устройство – плечевая кость».

Имеющаяся экспериментально-техническая база и отработанная техника остеосинтеза на трупном материале позволила приступить к разработке технологии остеосинтеза при переломах и ПВ плечевой кости в клинике. Ее общими положениями явились:

- определение показаний и базы для исполнения;

- предоперационная подготовка;

- оперативное пособие (открытая репозиция фрагментов и стабилизация их фиксирующим устройством);

- реализация задач реабилитационного периода.

Диагностика повреждений ставилась на основании анамнеза, клинических и рентгенологических данных. При необходимости – данных МРТ.

Показанием к остеосинтезу ФУ являются: нестабильные переломы и ПВ типа 11А; 11В и 11С универсальной классификации АО у больных молодого и пожилого возраста.

Противопоказаниями является:

1. острый воспалительный процесс в области плечевого сустава.

2. наличие у пациента тяжелых соматических заболеваний, опасных для жизни.

3. неудовлетворительная материально-техническая база лечебного учреждения. Немаловажную роль играет подготовка хирурга. Хирург обязан знать топографическую анатомию плечевого сустава, владеть ситуацией, уметь разобраться в сложных проблемах.

Клиническая апробация разработанной технологии оперативного лечения переломов и ПВ проведена на 62 больных (33 (53,25%) мужчин и 29(46,75%) женщин), лечившихся в АОКБ и отделении костно-суставного туберкулеза ОПТД с – 2006 год, которым были выполнены оперативные вмешательства по разработанной технологии: открытая анатомическая репозиция отломков, биомеханически обоснованная фиксация отломков ФУ, оптимизация послеоперационного периода. Возраст пациентов составил от до 68 лет (средний – 47,2 у мужчин и 44,1 – у женщин). В анализируемой группе преобладали люди старше 50 лет, составившие 38,7% от общего числа больных. Наибольшее количество пациентов мужского пола были люди трудоспособного возраста до 60 лет (19,35%), среди женщин большинство пострадавших пришлось на долю трудоспособного и пожилого возраста (12,9% и 19,35% соответственно). Среди пострадавших преобладали жители села (61,3%). У большинства пациентов травмы произошли в быту (38,7%) и в результате высокоэнергетических повреждений (ДТП, кататравма) – 28,5%.

Уличный травматизм составил 27,4%. У 18 больных травма проксимального отдела плеча сопровождалась серьезными сопутствующими повреждениями:

- травма грудной клетки с переломом ребер, ключицы, пневмо- и гемотораксом – 5 больных (8,1%) - черепно-мозговая травма – 3 больных (4,8%) - тупая травма живота с повреждением органов брюшной полости – 2 больных (3,2%) - переломы нескольких сегментов конечностей, таза, позвоночника – 10 больных (16,1%) Данной группе больных оперативное лечение было отсрочено до компенсаторного восстановления витальных функций и функций поврежденных органов.

Сроки проведения оперативного лечения после травмы:

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»