Введение. Переломы проксимального отдела бедренной кости остаются одной из самых распространенных травм и составляют 17—24% переломов всех костей [1]. Лечение больных с данной травмой является актуальной проблемой. Актуальность данного вида травм обусловлена их высокой травматичностью, кровопотерей, высоким риском осложнений как в первые часы после травмы, так и в отдаленном периоде, даже после проведенного оперативного лечения. Велика доля осложнений, связанных с нестабильностью металлоконструкции, или нерациональной её установки. К ним можно отнести миграцию винтов и пластин, перелом винтов, вторичное смещение отломков, длительное несращение перелома в связи с недостаточной фиксацией отломков костей друг с другом и др. Сроки лечения и реабилитации больных с данным видом травм также одни из самых длительных. Для поддержки и реабилитации больных с данными травмами необходим длительный восстановительный период. Это наиболее актуально для ослабленных, пожилых пациентов, больных с остеопорозом.
Не прекращаются поиски новых оптимальных методов лечения и усовершенствования имеющихся методик для лечения переломов данной локализации. В современных условиях в арсенале у травматолога находится множество металлоконструкций, предназначенных для остеосинтеза переломов вертельно-подвертельной зоны. Многие методики, применявшиеся ранее, такие как чрескостный остеосинтез с применением различных внешних фиксаторов, применение интрамедуллярных гвоздей, в настоящее время теряют свою популярность. Связано это с большим количеством осложнений при использовании интрамедуллярных штифтов без блокирования: миграции штифта, нестабильности, формирование ложных суставов и т.д. Вместе с этим, использование чрескостного остеосинтеза с применением аппаратов внешней фиксации сопряжено с такими недостатками, как неудобство конструкции для пациента, недостаточная прочность фиксации отломков, высокий риск возникновения инфекционных осложнений, проведенные через мягкие ткани чрескостные элементы препятствуют нормальному движению мышц, могут ограничивать движения в суставах.
Общепринятыми и наиболее часто применяемые в настоящее время методики: система динамического бедренного винта, система динамического мыщелкового винта и интрамедуллярные фиксаторы (TGN, PFN) [1, 2]. Подбор подходящего метода лечения ложиться на лечащего врача. Во время предоперационного планирования врачу необходимо дифференцировать перелом по общепринятым классификациям, учесть влияния мышц, положение отломков, давность перелома, соотнести эти данные с индивидуальными антропометрическими особенностями пациента. Решение этой задачи может вызывать затруднения и зависит от опыта и квалификации хирурга, его предпочтений, субъективных взглядов. Следовательно, не всегда удается подобрать оптимальную металлоконструкцию на дооперационном этапе. В связи с этим могут возникать затруднения во время самого оперативного вмешательства. В ряде случаев приходится подбирать металлоконструкцию во время операции, что удлиняет время проведения операции, наркоза для пациента, усложняет технику остеосинтеза. Вместе с тем, неправильный подбор металлоконструкции и недостаточная прочность фиксации отломков кости может приводить к осложнениям, связанным с нестабильностью остеосинтеза: миграция металлофиксаторов, перелом пластин и винтов, вторичное смещение отломков и т.д. Поэтому правильный подбор металлоконструкции при предоперационном планировании остается сложной и актуальной задачей [2-4].
Для правильного подбора металлоконструкции разработан программно-информационный комплекс, для прогнозирования хирургического лечения травм и их последствий [3]. Созданный программно-информационный комплекс позволяет виртуально произвести остеосинтез данного перелома с применением какой-либо металлоконструкции, т.е. провести предоперационное планирование и подбор металлоконструкции для остеосинтеза бедренной кости в реальных условиях. В основе работы программно-информационного комплекса лежит применение математических методов компьютерного моделирования с применением технологий параллельных вычислений на многопроцессорных вычислительных системах. В результате виртуального моделирования операции оцениваются данные качества остеосинтеза при различных переломах с применением имеющихся конструкций. При этом, благодаря наличию виртуальной базы данных моделей бедренных костей и остеофиксаторов существует возможность учитавать характер конкретного перелома, пол, возраст пациента и его индивидуальные особенности [2].
Цель исследования: проанализировать результаты автоматизированного выбора металлоконструкции на основе компьютерного моделирования для хирургического лечения внесуставных переломов проксимального отдела бедренной кости на примере лечения пациентов травматологического стационара с переломами проксимального отдела бедренной кости.
Материалы и методы. Группа пациентов, которым произведены операции после автоматизированного подбора металлоконструкции, составила 26 человек. Пациенты поступали в стационар после острой травмы в сроки от 3 часов до 2 суток с момента перелома. У всех больных диагностированы переломы проксимального отдела бедренной кости, среди них:
1. Пациенты с чрезвертельными переломами – 14,
2. С подвертельными переломами – 12.
Пациенты с переломами шейки бедренной кости в исследование не включались.
Мужчины – 9, женщины – 15.
Средний возраст пациентов – 67.4 лет.
Все пациенты обследованы согласно стандартам.
В целях предоперационного планирования производилась рентгенография поврежденного сегмента в стандартных проекциях. В 5 случаях для более точного определения характера перелома производились дополнительные рентгеновские снимки в нестандартных (косых) проекциях.
При сборе анамнеза и осмотре пациента отмечалось наличие или отсутствие остеопороза, сопутствующих заболеваний, физическая активность пациента, индекс массы тела, пол, возраст.
Для подтверждения остеопороза пациентам проводилась денситометрия, результаты которой также учитывались в послеоперационном периоде для лечения.
Предоперационная подготовка проводилась согласно стандартам по данной патологии. Оперативное вмешательство и репозиция выполнялись в травматологической операционной на ортопедическом операционном столе под контролем электронного оптического преобразователя.
Для подбора металлоконструкции проводили компьютерное моделирование остеосинтеза бедренной кости с использованием программно-информационного комплекса. Применялся программно-информационный комплекс, основывающийся на использовании математических методов компьютерного моделирования и технологий параллельных вычислений на многопроцессорных вычислительных системах для прогнозирования травм, их последствий и хирургических вмешательств.
Для каждого случая моделирования из антропометрической базы данных программно-информационного комплекса выбиралась модель бедренной кости, наиболее подходящая для данного пациента. Для выбора модели бедренной кости из базы данных применяли информацию с рентгенограмм, учитывался пол, возраст пациента, состояние опорно-двигательного аппарата в целом, наличие остеопороза.
Остеофиксаторы выбирали из базы данных металлоконструкций программно-информационного комплекса. Для данной локализации переломов в качестве остеофиксаторов рассматривали систему динамического бедренного винта, систему динамического мыщелкового винта и интрамедуллярные фиксаторы.
Типы интрамедуллярных штифтов:
- штифт Gamma 3 (TGN) фирмы «Stryker»;
- штифты PFN фирмы «Synthes».
Штифт TGN имеет один шеечный винт, штифт PFN — шеечный винт и деротационный винт. Вальгусная кривизна 4°- 6°.
Производилось компьютерное моделирование остеосинтеза каждого перелома каждой из предлагаемых конструкций.
На основании данных компьютерного моделирования подобраны наиболее подходящие по представленным параметрам металлоконструкции для каждого перелома:
- интрамедуллярные фиксаторы – в 15 случаях;
- система динамического бедренного винта – 9 случаев;
- система динамического мыщелкового винта – 2 случая.
Результаты. Послеоперациенное ведение пациентов также осуществлялось согласно стандартам для данной категории больных. Пациентам проводилась антикоагулянтная терапия, инфузионная терапия, назначались антибиотики, анальгетики, сосудистые препараты. Ослабленным пациентам растворы для парентерального питания.
В раннем послеоперационном периоде осложнений, связанных с нестабильностью металлоконструкций не наблюдалось.
Пациенты активизированы на 2 сутки после операции. С 2-5-го дня обучали ходьбе при помощи костылей, разрешалась ходьба с помощью костылей без нагрузки на оперированную нижнюю конечность. Проводилась дыхательная гимнастика, лечебная физкультура смежных суставов.
Во время нахождения в стационаре и после выписки проводилась профилактика развития остеопороза, тромбоэмболических осложнений. Назначалась лечебная физкультура, разработка движений в смежных суставах.
Частичная опора, равная 50% массы тела пациента, разрешалась спустя 1 месяц после операции в период формирования незрелой костной мозоли. В этот же период производилась контрольная рентгенография. Полная опора через 3 месяца при наличии рентгенологических признаков текущей консолидации. Пациентам с остеопорозом рекомендовано передвижение с дополнительной опорой на трость или костыль до 4 месяцев.
Отдаленные результаты у пациентов наблюдали в сроки от 6 до 24 месяцев. Оценка проводилась по данным контрольных рентгенограмм, выполняемых в 3-6-12-24 месяца после операции, наличию консолидации перелома, болевого синдрома и его интенсивности, возможности самостоятельного передвижения.
Были получены следующие результаты:
хорошие — 28 (90,3%);
удовлетворительные — 3 (9,7%).
Осложнения при применении интрамедуллярного фиксатора наблюдали в 1 случае - миграция шеечного винта, в связи с чем производилась повторная операция-замена шеечного винта. Дальнейшее лечение проходило без осложнений. Сроки активизации у данного пациента соответственно увеличились на 2 месяца.
У 25 прооперированных пациентов сроки активизации соответствовали планируемым.
Выводы. Применение компьютерного моделирования в предоперационном планировании является оправданным и целесообразным при лечении пациентов с переломами проксимального отдела бедренной кости. Проведение предоперационного компьютерного моделирования позволило оптимизировать процесс установки металлоконструкции во время операции. По результатам применения метода в группе из 26 пациентов получены хорошие результаты лечения как в раннем послеоперационном, так и в отдаленном периоде. Осложнения, связанные с установкой металлоконструкции возникли лишь в 4% случаев, что гораздо ниже общестатистических показателей, и были преодолены без полной замены металлоконструкции.
Таким образом, для улучшения качества лечения переломов проксимального отдела бедренной кости можно рекомендовать проведение автоматизированного выбора металлоконструкции для остеосинтеза на основе компьютерного моделирования с применением программно-информационного комплекса на этапе предоперационного планирования.
Благодарим за предоставленный макет программно-информационного комплекса для травматологии и ортопедии сотрудников поволжского регионального центра научных и информационных технологий, руководителя проекта Соловьева Владимира Михайловича.