Метод чрескостного остеосинтеза, не углубляя тяжесть патологического процесса, гармонично сочетает в себе факторы, обеспечивающие восстановление опороспособности поврежденной кости, сохранение сократительной способности мышц и кровоснабжения тканей.

Известно, что у людей с каждым успешно пролеченным повреждением костей конечностей укрепляется ощущение, что, несмотря на временную потерю работоспособности, человек обладает запасом компенсаторных возможностей для устранения этого состояния. Поэтому внедрение в широкую клиническую практику метода лечения по Илизарову стало важным не только медицинским, но и социальным явлением, основой для появления у молодых людей чувства уверенности в выборе жизненного пути.

Наряду с этим, падение качества жизни населения в условиях экономического кризиса не может не отразиться на реактивности организма людей и не затруднить возможность эффективного и быстрого восстановления целости поврежденной кости и функций опорно-двигательной системы. Роль социальных факторов в лечении травматологических больных исследована крайне недостаточно, поскольку в СССР речь шла о стирации граней между отдельными социальными слоями населения по мере улучшения благосостояния общества, и такие исследования не приветствовались. По-видимому, и в настоящее время значимые результаты трудно получить, проводя исследования в экономически благополучных столичных городах.

Мы посчитали решение этой задачи актуальным по следующим причинам. Мы располагаем разработанным в Центре стандартизованным надежным методом остеосинтеза, который используется более 40 лет. Исследовались больные с неосложненной закрытой травмой костей голени. Лечение производилось высококвалифицированными травматологами, сотрудниками Центра. Курганская область относится к районам с депрессивным характером развития экономики. До 1980 года область входила в число экономически наиболее благополучных регионов страны. Рост численности населения города Кургана составлял 50% за десятилетие, в то время как города Москвы и других областных центров - 10%, а промышленных центров - 2%. Однако последние два десятилетия сельскохозяйственное производство в области стало нерентабельным, продукция военного машиностроения мало востребованной. Курганская область превратилась в один из самых неблагополучных в экономическом отношении регионов, занимающий 76 место в рейтинге республики. Темп убыли населения в городе Кургане достиг 10% за десятилетие. Эти обстоятельства негативным образом отразились на состоянии здоровья населения.

Глава 2. Материал и методы исследования

2.1 Объект исследования

Лечение больных проводилось в отделении травматологии № 1 лаборатории острой травмы ФГУ "РНЦ "Восстановительная травматология и ортопедия" им. акад. Г.А. Илизарова Минздравсоцразвития (заведующий - д. м. н.И. И. Мартель) с использованием методик чрескостного компрессионного остеосинтеза по Илизарову. Аппарат Илизарова является не законченной максимально сложной, а оптимальной конструкцией, состоящей из небольшого набора стандартных деталей многоцелевого назначения. Он представляет собой динамическую конструкцию, позволяющую собрать необходимое количество узлов, присоединять к ним во всех направлениях и на любом уровни кости спицы и тяги применительно к локализации и особенностям того или иного повреждения. Это позволяет управлять положением отломков, репонировать их и фиксировать с большой степенью надежности, не нарушая функцию суставов и мышц. Простота деталей аппарата на протяжении многих лет стимулировала создание более сложных конструкций, которые не нашли широкого практического применения. Однако в этой простоте деталей как раз заключается достоинство, превращающее его не в застывшую схему, а в универсальную конструкцию с большим диапазоном функциональных возможностей.

Проанализирован архивный материал - 512 историй болезни пациентов с закрытыми винтообразными и оскольчатыми переломами костей голени, лечившихся в клинике научного Центра с 1970 по 2008 год. Кроме того, при составлении кривой динамики сроков фиксации за предшествующие годы принимались во внимание результаты анализа сроков лечения 770 больных, полученные другими авторами [60, 108, 109].

Комплексно обследовано 130 человек, пациентов, находившиеся на лечении в РНЦ "ВТО" по поводу закрытых диафизарных переломов костей голени. У всех обследованных в анамнезе не отмечено сопутствующих хронических соматических заболеваний. Кроме того, выборочно проведены отдельные исследования у 641 больного с переломами костей голени и 208 здоровых человек контрольной группы.

Распределение больных по виду перелома, возрасту, полу, срокам и особенностям лечения дано в соответствующих разделах 3-й главы.

Проведено комплексное физиологическое обследование нескольких групп больных, которое осуществлялось после периода адаптации в течение 5-7 дней после операции с интервалом в 14 дней. Частота обследований составила в среднем 3-4 за период лечения. Статистическая обработка результатов проведена с использованием методов вариационной статистики с определением параметрического t - критерия Стьюдента, корреляционного и регрессионного анализов [81]. Использовались стандартные статистические программы, применяемые в редакторе "Microsoft Excel". В работе приводится средняя арифметическая М, ошибка средней - m.

2.2 Методика чрескостного остеосинтеза при закрытых косых и винтообразных переломах костей голени

Приступая к остеосинтезу закрытых винтообразных переломов костей голени необходимо соблюдать общие правила. Учесть противопоказания к чрескостному остеосинтезу (заболевания жизненно-важных органов в стадии декомпенсации, тяжелые психические заболевания, гнойные поражения больших участков кожных покровов, возраст детей до года). При необходимости усилить обезболивание, ручной тракцией или скелетным вытяжением устранить грубые смещения костных отломков.

Скелетное вытяжение осуществляется с использованием дистальной кольцевой опоры со спицами, проведенными под углом 45-50 гр. друг к другу, причем одна из спиц проходит и через малоберцовую кость. Вытяжением добиваются одинаковой длины с контрлатеральной голенью. Устраняется возможное ротационное смещение дистального отломка большеберцой кости и стопы.

При нестабильных диафизарных переломах костей голени с косой линией излома применяется классический вариант чрескостного остеосинтеза по Илизарову (рис.1).

Рис. 1. Пример рентгенограммы и схемы вариантов остеосинтеза при закрытом винтообразном переломе: в нижней, средней трети голени и с диафиксацией концов отломков.

При этом типичным было проведение двух взаимно перекрещивающихся спиц через проксимальный и дистальный метафизы большеберцовой кости, а также спиц с напайками через проксимальный и дистальный концы отломков большеберцовой кости вне зоны перелома для осуществления встречно-боковой компрессии. Репозиционные спицы проводят с учетом оставшегося смещения костных отломков по ширине и под углом, учитывая плоскость излома кости, располагая упорные площадки с внутренней или наружной поверхности голени. Монтаж кольцевых опор начинается с фиксации спиц на уровне проксимального метафиза, установки стержней и двух средних опорах. После центрации отломков и при необходимости деротации дистального метафиза и стопы производят фиксацию дистальной опоры. Монтируют аппарат из четырёх опор. Репонирующие спицы после устранения ротационных смещений отломков крепят на средних опорах аппарата Илизарова. Путем натяжения спиц на необходимую величину устраняются смещения костных отломков по ширине и под углом, а также создается между концами отломков встречно-боковая компрессия. В зависимости от локализации переломов, возраста и массы тела больного, тяжести травмы и лечебной задачи, аппарат подбирается индивидуально и компонуется 3 или 4 опорами, количество спиц в проксимальной и дистальной внешних опорах может быть увеличено до 3. В тех случаях, когда винтообразные переломы имеют большую по размерам площадь излома, в период фиксации может сохраняться их нестабильность, приводящая к смещениям костных отломков по длине и ширине. Поэтому при осуществлении чрескостного остеосинтеза таких переломов нередко применялась диафиксация отломков. Репонирующие спицы удаляются, как правило, через 3-4 недели после наложения аппарата Илизарова, когда в области перелома возникает костная мозоль, обеспечивающая осевую и боковую стабильность поврежденной кости.

При лечении больных детского возраста следует избегать повреждение ростковых зон, что предупреждает в последующем изменение темпа роста сегмента конечности. У лиц пожилого возраста при наличии остеопороза с целью получения стабильной фиксации в системе "аппарат-кость" спицы проводятся не на одном, а на разных уровнях (дистанционный перекрест).

2.3 Методика чрескостного остеосинтеза при закрытых оскольчатых переломах большеберцовой кости

При многооскольчатых переломах большеберцовой кости основная проблема заключается в репозиции костных отломков и восстановлении оси конечности. При многооскольчатых переломах применяется нейтральный вариант чрескостного остеосинтеза. При таком варианте через верхнюю и нижнюю трети большеберцовой кости проводят по паре перекрещивающихся спиц и монтируют аппарат Илизарова из 4 внешних опор, а через концы костных отломков вблизи перелома проводят две спицы (одна из них с упорной площадкой), которые крепятся на средних опорах аппарата.

Направление проведения этих спиц зависит от направления плоскости излома большеберцовой кости и смещений костных отломков, поэтому упорные площадки располагаются с внутренней или наружной поверхности голени (рис.2).

Рис. 2. Пример рентгенограмм голени больного с оскольчатым переломом с транспортной иммобилизацией, после чрескостного остеосинтеза, а также варианты схем фиксации осколка в аппарате Илизарова

При наличии крупного осколка, если не удаётся добиться точного сопоставления его с большеберцовой костью, то в зависимости от направления плоскости излома кости и смещения осколка его репонируют и фиксируют спицей с упорной площадкой (см. рис.2). При выраженных смещениях крупных осколков проводятся две репонирующие спицы, которые могут быть зафиксированы на репозиционном узле, монтируемом на средних опорах аппарата Илизарова. При необходимости этот узел можно перемещать с целью адаптации положения отломка. При нахождении осколка в области проксимального или дистального метафиза используется кронштейн, который крепится на одной из внешних опор аппарата.

После прохождения трети предполагаемого срока фиксации, по мере формирования первичного сращения возможна компрессия для повышения жесткости системы. После прохождения 2/3 предполагаемого срока фиксации снимаются компрессионные усилия, удаляются репонирующие спицы для улучшения формирования костного регенерата под влиянием возрастающей функциональной нагрузки.

2.4 Методы биомеханических и физиологических исследований

Исследование микроподвижности костных отломков

Попытки количественно оценить биомеханические свойства костной мозоли предпринимались неоднократно в основном с целью определения надежности сращения отломков и возможности прекращения их фиксации. Для этой цели оказались мало пригодными биофизические методы, основанные на определении скорости прохождения ультразвуковой волны по кости [33], резонансный метод вибрационного контроля процесса заживления кости [210].

Мало чувствительными оказались и тензометрические устройства для исследования искривления регенерата под влиянием приложения тангенциально направленного усилия (дефлектор [190] и прогибометр [114]).

К инвазивным способам прижизненного определения микро-подвижности отломков можно отнести методы, основанные на определении изгиба пластинки с тензодатчиком, прикрепленной к отломкам шурупами [178] или изменения расстояния между дополнительно введенными в костные отломки стержнями при функциональном нагружении конечности [100].

Для оценки величины взаимного смещения концов отломков при аксиальной дозированно возрастающей с шагом по 10 кг нагрузке на конечность нами использовали устройство, состоящее из двух блоков, фиксируемых на спицах в месте выхода их из большеберцовой кости на передневнутренней стороне (рис.3). Блоки соединялись предварительно натянутым тросиком, приводящим при изменении расстояния между спицами к деформации тензодатчика. Тензодатчик тарировали с помощью микрометра.

Рис. 3. Схема устройства для определения микроподвижности костных отломков в аппарате Илизарова

Динамометрия мышц бедра

О степени восстановления функциональных свойств мягких тканей у больных с травмами голени можно судить по показателям сократительной способности мышц. Динамометрическое исследование максимального момента силы мышц бедра можно проводить в отдаленные сроки после окончания лечения больных на специально сконструированном динамометрическом стенде (рис.4). Стенд позволяет измерять момент силы передней и задней групп мышц бедра (сгибатели и разгибатели голени).

Измерение момента силы передней группы мышц бедра проводилось в положении обследуемого сидя.

Бедро располагалось горизонтально, угол в коленном суставе был близок к прямому.

Измерение задней группы мышц бедра осуществлялось в позе стоя, лицом к стенду. При этом исследуемая конечность была на весу, колено упиралось в специально обрезиненный выдвигающийся упор.

В обоих случаях на дистальный конец голени надевался ременный захват, соединенный тросиком через блок с динамометром растяжения. Индикаторные единицы тарированного динамометра Токаря переводились в килограммы силы и умножались на длину рычага (расстояние от оси вращения сустава до середины ременного захвата).

Рис. 4. Схема динамометрического стенда для исследования момента силы мышц бедра

Динамометрия мышц голени

Определение максимального момента силы мышц-сгибателей и разгибателей стопы проводилось с помощью предназначенного для таких измерений динамометрического стенда (рис.5). Конструктивные особенности стенда позволяют производить измерения независимо от возрастных особенностей и наличия или отсутствия компрессионно-дистракционного аппарата. В нем предусмотрена возможность установки стопы в голеностопном суставе под разными углами в интервале от 70є до 120є с шагом в 5є

Рис.5. Схема динамометрической установки для определения силы мышц голени

Исследование сократительной способности мышц голени при закрытых винтообразных переломах можно проводить через месяц после начала фиксации в аппарате Илизарова при добровольном согласии пациента, при отсутствии фиксации стопы. Однако это будут не максимальные моменты силы мышц. До окончания лечения больные способны развивать силу лишь в пределах 20% от условно исходного уровня. Более того, в условиях развивающегося центрального торможения сила произвольного сокращения мышц интактной конечности также ограничена. И лишь под влиянием внушения безопасности манипуляции и по настойчивой просьбе исследователя показатели интактной конечности могут быть увеличены пациентом до условно исходного уровня.

Все измерения проводились при произвольном максимальном изометрическом сокращении мышц. Стенд обеспечивает стандартную установку и фиксацию нижней конечности благодаря специальным креплениям и упорам. Это сводит к минимуму возможное влияние на результат измерения сопутствующего сокращения других мышечных групп и изменение угла в коленном суставе.

Измерение момента силы производится в положении обследуемого сидя. При этом использование стула с регулируемой высотой сидения позволяет обеспечить прямой угол в коленном суставе. Стопа устанавливается и фиксируется в таком положении, при котором ось вращения голеностопоного сустава максимально совпадает с осью подвески площадки. Колено испытуемого прижимается упором, предотвращая отрыв пятки от площадки стенда при сокращении задней группы мышц

Чтобы исключить влияние на показатели увеличивающейся с возрастом массы тела, мы использовали относительные показатели момента силы мышц (ОМС), выражающиеся в Н*м на 1 кг массы тела.

Исследования кровоснабжения конечности

Сочетая методики определения момента силы мышц голени и внутреннего диаметра подколенной артерии с помощью ультразвуковой диагностической установки "SONOLINЕ-630", можно рассчитать показатель васкуляризации мышц голени. При этом соотносим величину диаметра артерии с величиной относительного момента силы трехглавой мышцы. При показателе менее 2,45 определяем относительное преобладание сократительных элементов, а при показателе более 2,65 - сосудистого компонента [патент РФ № 2368321].

Ультразвуковая допплерография артерий нижних конечностей осуществлялась с помощью прибора "АНГИОДОП - 2" производственного объединения "АНГИО +" (Россия) с использованием карандашных датчиков на 8 и 4 МГц. Регистрировалась линейная скорость кровотока по обеим бедренным, подколенным, задним большеберцовым и артериям тыла стопы в состоянии физического покоя в положении больных "лежа на спине".

Для исследования кровоснабжения тканей голени применялась также лазерная допплеровская флоуметрия кожных покровов тыла стопы (BLF-21, "Transonic Systems”, CША). Капиллярный кровоток регистрировали в состоянии физического покоя и после проведения 3-минутной ишемической функциональной пробы.

Состояние микроциркуляции в регенерате большеберцовой кости оценивали на передневнутренней поверхности голени, там, где кость находится непосредственно под кожным покровом, с помощью датчика прибора "Минимакс-Допплер-К" с несущей частотой 20 МГц. При этом предварительно регистрировали капиллярный кровоток в подлежащем участке кожи, в дальнейшим кожный кровоток блокировали увеличением механического давления на кожные покровы массой датчика (0,057 кг) с опорной площадкой 3 мм. При этом создавалось давление более 30 мм рт. ст. Этого оказывалось достаточно для локального перекрытия капиллярного русла кожных покровов и не препятствовало кровоснабжению подлежащего регенерата. После формирования кортикальной пластинки такое исследование выполнить не удается.

Кроме того, нами проанализирован архивный материал обследований больных с закрытыми переломами костей голени, обследованных с помощью метода окклюзионной плетизмографии, позволяющей получать данные о кровотоке голени в покое, после 3-минутной окклюзии артерий бедра (пиковый кровоток), а также во время проб с последовательной 5-минутной окклюзией вен давлением 40 и 60 мм рт. ст. (коэффициент капиллярной фильтрации).

Для исследования кислородного режима в тканях нами использован полярографический анализатор РА-2 (Чехия) с открытыми платиновыми индикаторными электродами в виде иглы диаметром 0,2 мм, которую после калибровки вводились в подкожную клетчатку стопы. Большое значение имеет правильная трактовка изменений уровня парциального напряжения кислорода (рО2) в тканях. Снижение рО2 может происходить как вследствие снижения его доставки по сосудам, так и повышенного потребления в тканях. Поэтому дополнительно проводили кислородную пробу с минутным вдыханием чистого кислорода, ишемическую пробу с окклюзией приносящих артерий до появления мраморного рисунка кожи и определением времени исчерпания запаса кислорода (сек). Кроме того, проводили проба с вдыханием водорода из мешка с газом и последующим определением скорости вымывания водорода из тканей (редоксиметрический способ оценки тканевого кровотока).

Кроме того, использовали метод чрескожной полярографии (прибор фирмы "NOVAMETRIX", США), позволяющий оценивать уровень напряжение кислорода и углекислого газа в кожных покровах конечности.

Измерение поперечной твердости мышц, которая обусловлена их тонусом и самой структурой мышц, в том числе отеком, проводили с помощью разработанного в РНЦ "ВТО" миотонометра [156], выполненного на базе индикатора перемещения часового типа ИЧ-05 с ценой деления 0,01мм, на ножке которого крепится опорный цилиндр с наружным диаметром 20 мм, а внутри цилиндра находится подвижный шток с опорной пяткой диаметром 5 мм. Масса миотонометра 0,25кг. Глубина погружения штока 4,35 мм. Миотонометр опускали строго вертикально на исследуемый участок голени (брюшко латеральной головки икроножной мышцы). Постоянная величина давления прижимного стакана на ткани обеспечивалось собственной массой прибора (250 г). Поперечную твердость мышц оценивали в условных единицах в состоянии физического покоя, в положении обследуемого "лежа на животе". У здоровых женщин 20-40 лет она равно 75-100 усл. ед., у мужчин того же возраста - 100-150 усл. ед.

Определение распределения нагрузки на отделы стопы травмированной конечности в статике и динамике

Исследование функционального нагружения конечности в статике и при ходьбе производили при помощи компьютерного комплекса "ДИАСЛЕД-СКАН" (Россия).

Принцип действия установки основан на том, что специально чувствительные механорецепторы в толще стельки фиксируют изменения нагрузки на различные отделы стопы. Стельки являются весьма сложным техническим устройством, содержащим около 2000 чувствительных элементов. Наружная оболочка каждой стельки выполнена из мягких прочных материалов, позволяющих обрабатывать поверхность дезинфицирующим раствором.

Электрические сигналы от опрашиваемых компьютером датчиков передаются на экран монитора. В зависимости от размеров стопы обследуемых используются одна из пяти пар стелек следующих продольных размеров: 16,5; 20; 24; 27; 31 см.

Стельки помещаются в обувь, в частности в тапочки соответствующих размеров. Существует несколько программ, оценивающих нагружение различных отделов стопы в статике (при стоянии) и при ходьбе (рис.6).

Для анализа динамических показателей определяются: длительность периодов шага, переката через стопу, переноса стопы над опорой, величины переднего и заднего толчка, соотношение нагрузка на интактную и поврежденную конечности и другие параметры.

Рис.6. Пример регистрации подограммы больного Ж-ва (травмирована левая голень).

Глава 3. Влияние вида перелома, величины смещения отломков, возраста больных и социально-экономических факторов на сроки лечения больных

3.1 Оценка длительности периода фиксации костных отломков у больных с винтообразными переломами костей голени до и после 1990 года

После триумфального внедрения метода Илизарова в клиническую практику травматологов, сопровождавшегося неуклонным уменьшением сроков фиксации обнаружение незначительного прироста сроков в 1990 году вызвало немало споров. Найти удовлетворительное объяснение этому факту не удалось. Было решено, что в руках автора метода результаты всегда немного лучше, чем у потребителей методики [144].

Этот факт остался одним из побудительных моментов для проведения настоящего исследования. Основным показателем тяжести перелома при винтообразном переломе, возникшем под действием непрямой травмы, является степень смещения костных отломков. Чем больше смещение отломков по ширине диафиза, тем соответственно меньше зона их контакта, больше повреждение костного мозга и питающих артерий. Чем больше исходное смещение отломков, тем больше сроки их фиксации. Нами проанализирована зависимость сроков фиксации отломков от степени их смещения при винтообразных переломах в трех группах больных, лечившихся в разные периоды: в 1980-1985 (31 чел.), в 1986-1990 (130 чел.) и в 2003-2007 годах (60 чел).

Из представленных данных следует, что при минимальных величинах смещения отломков сроки фиксации у взрослых больных, леченных в 1980-1985 годах, когда, по-видимому, был достигнут биологический предел снижения сроков консолидации отломков, не могут быть меньше 26 дней (рис.7). При увеличении смещения отломков в момент травмы на каждые 10% срок фиксации возрастал в 1980-1985 и 1986-1990 годах соответственно на 3 и 5 дней.

Проанализированы сроки фиксации у 30 больных с закрытыми винтообразными переломами костей голени, прошедших лечение по методу Илизарова в 2003-2007 годах. Среди больных 25 мужчин и 5 женщин. Возраст пациентов от 19 до 56 лет (в среднем - 391,5 лет). Длительность фиксации оказалась больше 59 дней, величины, данной Г.А. Илизаровым и соавт. [60] в качестве должной нормы для такого вида переломов (табл.1).

Рис.7. Зависимость сроков фиксации от степени смещения отломков кости у больных, леченных в 1980-1985, 1986-1990 и 2003-2007 годах (соответственно Т1, Т2 и Т3).

Таблица 1

Показатели лечения больных с переломами костей голени в 2007 году

Вид перелома	Число набл.	Смещение отломков (%)	Длительность фиксации (дни)	Длительность операции (мин)
Винтообразн.	30	38 4	93 7	120 6

Возникла необходимость выяснить причину отклонения от предложенного стандарта длительности фиксации. Во-первых, сделано допущение, что установленные ранее сроки фиксации были не средними, а минимальными. Проверка этого предположения явилась побудительным моментом для анализа архивного материала. Как будет следовать из последующего изложения результатов этого анализа, данное предположение подтвердилось лишь частично. Не учитывались больные с осложненным течением заболевания, прекращение фиксации было в ряде случаев неоправданно ранним. Во-вторых, увеличение сроков фиксации в настоящее время могло произойти из-за недостаточной квалификации оперировавших травматологов. Действительно, больных с винтообразными переломами оперировали, как правило, травматологи с относительно небольшим стажем работы (менее 5 лет). Этим можно объяснить сравнительно большую длительность операции при осуществлении остеосинтеза у больных с винтообразными переломами. Кстати, между длительностью операции (О, мин) и длительностью последующей фиксации (То, дни) выявлена прямая зависимость:

То = 0,78*О + 28,3; r =0,769.

Разделив всех операторов на 5 групп, в зависимости от стажа работы по профессии, мы пытались выявить взаимосвязь между сроками лечения и этим показателем. Однако обнаружилась слабо выраженная обратная зависимость, объясняемая тем, что опытные травматологи оперируют больных с наиболее сложными повреждениями. Возраст больных оказывал слабо выраженное влияние на сроки фиксации, особенно после 45 лет:

Тв = 0,895*В + 71,3; r = 0,329, n=24.

Действительно, для сроков фиксации существенное имела значение величина исходного смещения костных отломков по ширине (L, %):

ТL = 0,51*L + 88,5; R2 = 0,952.

Однако ни одна из описанных зависимостей не дала убедительного ответа на вопрос, почему у последней группы больных срок фиксации существенно превысил рекомендованный норматив. И лишь выделив в последней группе больных подгруппы с разным социальным статусом, мы смогли понять, что в условиях экономического кризиса низкий уровень дохода инвалидов, пенсионеров и безработных способен определить различие в сроках лечения (рис.8).

Рис. 8. Сроки фиксации при закрытых переломах костей голени у больных с различным социальным статусом

Выявленный факт дал дополнительный импульс для дальнейших поисков биологических и социальных факторов, определяющих эффективность лечения больных как в настоящее время, так и в период, когда создавались рекомендуемые стандарты длительности фиксации. Обращает на себя внимание, что в группе инженерно-технических работников, имеющих высшее образование и относительно более высокие доходы, а также меньший уровень расхода энергии, реже подверженных вредным привычкам, а также в группе подростков показатель длительности фиксации переломов находился на уровне ранее разработанных стандартов.

Нами продолжен поиск причин изменения сроков фиксации в зависимости от других, в частности, медицинских и технических факторов.

3.2 Анализ влияния вида перелома на динамику реологических свойств костного регенерата и темпы репаративной регенерации кости

Применение аппарата Илизарова при лечении больных с переломами костей голени открыло возможность для прижизненной оценки жесткости фиксации отломков при осевом нагружении конечности без нарушения фиксирующих свойств компрессионного аппарата.

Обследованы 2 группы больных с закрытыми поперечными (14) и винтообразными (30) переломами костей голени в динамике лечения по методу Илизарова. У больных данных групп отсутствовали сопутствующие заболевания или осложнения основной травмы, которые могли бы препятствовать осуществлению активного двигательного режима с первых дней лечения в клинике института.

По рентгенограммам, выполненным в двух проекциях, у больных оценены площадь контактной поверхности концов отломков, величина диастаза между ними.

Установлено, что снижение микроподвижности костных отломков на протяжение первых 2-4 недель лечения определялась в основном фиксирующими свойствами аппарата Илизарова в условиях поддерживаемой компрессии и улучшающейся адаптации их концов. Наблюдавшееся в дальнейшем увеличение микроподвижности связано с краевой резорбцией концов костных отломков. Зависимость возникающей микроподвижности костных отломков при аксиальной нагрузке 10 кг от сроков лечения больных 2-х групп может быть представлена в виде уравнений регрессии, где М-микроподвижность (мкм при аксиальной нагрузке 10 кг), t - срок фиксации (дни):

Mпопер. = 10,95 + 0,0017 (t-10,68) 4,779 e-0,24 (t-10,68)

Mвинт. = 2,03 + 36,27 (t - 25,5) 0,2651e-0,0136 (t-25,5)

Сравнительный анализ этих соотношений с практическими зависимостями "нагрузка-деформация" подтвердил большую точность математических моделей, что позволяет рекомендовать их использование в автоматизированной системе биомеханической диагностики сращения переломов для расчета биомеханических параметров.

При винтообразных переломах костей голени большое значение имела степень начальной жесткости фиксации отломков при исследовании в первые дни после остеосинтеза (рис.9). При начальной микроподвижности отломков в пределах 20 мкм длительность периода фиксации не превышала 2,0 месяцев, при микроподвижности отломков более 20 мкм - 2,0-2,5 мес.\

Рис.9. Взаимосвязь между начальной микроподвижностью отломков кости при винтообразных переломах и длительностью фиксации кости

При анализе жесткости фиксации отломков следует обратить внимание также на то, что не всегда при косых и винтообразных переломах удается создать зону противоупора концов отломков. Поэтому начальная микроподвижность отломков может быть как низкой (рис.10), так и относительно высокой (рис.11). Наступающая при наличии противоупора концевая резорбция концов отломков в дальнейшем приводила к временному увеличению аксиальной микровоподвижности отломков, однако общий срок фиксации при этом оказывался относительно меньше, чем при лечении нестабильных переломов.

Рис.10. Первый вариант динамики осевой микроподвижности отломков кости при лечении закрытых винтообразных переломов.

Рис.11. Второй вариант динамики осевой микроподвижности отломков кости при лечении винтообразных переломов костей голени.

3.3 Влияние величины смещения отломков большеберцовой кости на уровень функциональной реабилитации больных

Функциональная нагрузка на конечность при стабильном винтообразном переломе в сроки лечения более 2 недель достигала в среднем 37 4 кг. Во второй половине периода фиксации на жесткость системы всё большее влияние оказывали реологические свойства костного регенерата. При этом выявилась корреляционная взаимосвязь между величинами микроподвижности отломков и оптической плотности рентгеновского изображения области диастаза (r=-0,600; p<0,001).

Существенное влияние на биомеханические свойства мягких тканей голени могло оказать изменение их гидростатического состояния. Прирост максимального обхвата голени с увеличением степени смещения отломков при травме от 10 до 100% возрастал от 1,1см до 3,3 см. Чем большим было это смещение, тем дольше продолжался период нарастания отека (от 7 до 25 дней и более). При смещении отломков более 100% в ряде случаев приходилось говорить о переходе мягких отеков в плотные.

Определяемый с помощью миотонометра показатель упругости икроножной мышцы в состоянии покоя на интактной голени в первые 2 недели составил 79 4 усл. ед. На травмированной голени в первую неделю - 144 25, во вторую - 123 33 и в дальнейшем увеличивался до 207 25 усл. ед. Следует заметить, что упругость мышц была тем выше, чем больше смещение костных отломков. При смещении отломков на величину кортикального слоя упругость мышц составила 176 4 усл. ед., при смещении на 33-50% - 187 усл. ед., при смещении на 75-100% - 216 усл. ед.

Известно, что мышцы травмированной голени становятся не только более жесткими, но и менее податливыми при растяжении. С помощью реверсивного динамометра определялась величина продольной жесткости мышц голени в состоянии физического покоя. Показатель продольной жесткости, рассчитываемый как величина силы, которую нужно приложить к дистальному концу стопы для того, чтобы увеличить длину передней или задней групп мышц на 1 см. Этот показатель на интактной конечности при увеличении длины мышц-подошвенных сгибателей стопы на 1 см возрастал на 3,4 0,3 Н, а на поврежденной - на 4,7 1,1 Н. По сравнению с показателем соответствующей группы мышц интактной конечности показатель трехглавой мышцы на поврежденной был выше на 84%, а передней - на 229% (p 0,01). Прирост длины мышц-тыльных сгибателей стопы на 1 см приводил к увеличению продольной жесткости на интактной конечности на 6,3 0,8 н, на травмированной - на 18,8 2,7Н. Показатели были выше у больных с большим смещением отломков кости.

По мере лечения больных и снижения продольной жесткости мышц, увеличивались амплитуда движений в голеностопном суставе и показатели динамометрии. При исследовании силы мышц в первые 2 недели после перелома наилучшие показатели восстановления их сократительной способности наблюдались у больных со смещением отломков на 50%. Амплитуда движений в суставе при смещениях 10%, 33%, 50%, 75% и 100% составила соответственно 100, 100, 190, 150 и 80.

При равных значениях силы мышц-тыльных сгибателей стопы, составившей на интактной конечности 49 Н*м, на травмированной конечности показатель сократительной способности сохранялся лучше при смещении отломков на 50%, чем при смещении 33% (на 8 Н*м, p 0,01), и лучше, чем при смещении 75% (на 6 Н*м p 0,05). Момент силы мышц травмированной конечности возрастал в процессе лечения больных:

Fтсс= 3,14+ 0,109*t; r=0,674, p0,05.

При различных величинах смещения отломков (10, 33, 50, 75 и 100%) момент силы мышц-тыльных сгибателей стопы составил соответственно 9%, 9%, 14%, 9% и 6% от уровня интактной. В ближайшие сроки после снятия аппарата это соотношение силовых характеристик мышц поврежденной и интактной конечностей у больных, имевших смешение на 33%, 50%, 75% и 100% составило соответственно 33%, 100%, 56% и 58%.

Причину лучшего сохранения функциональных способностей мышц голени при смещениях 50% мы видим в следующем. При переломах со смещениями менее 50% сдвиг отломков по ширине при равном внешнем травмирующем усилии (достаточном для перелома кости) не наблюдался вследствие того, что мышцы были напряжены и играли роль демпфера, принявшего на себя удар. В случаях смещения отломков более 50% можно говорить о большем по силе повреждающем воздействии, приводящем в том числе к превышению порога упругой деформации травмированных мышц.

Абсолютное значение момента силы задней группы мышц голени на интактной конечности равнялось 1303 Н*м, на поврежденной оно увеличивались в процессе лечения с 102 Н*м до 24 4 Н*м (р0,05). Следует заметить, что для выявления истинных значений силы мышц интактной конечности, которые принимаются за условно исходный уровень, требуется проведение предварительного инструктажа пациента, без которого он, как правило, показывает заниженные значения, обусловленные возникновением центрального охранительного торможения.

3.4 Жесткость фиксации большеберцовой кости и величина функциональной нагрузки у больных разного возраста

С увеличением возраста у больных снижаются резервные регенераторные способности органов и тканей. Это положение известно как второе правило регенерации Ч. Дарвина [220].

Обследованы две группы больных с закрытыми диафизарными винтообразными переломами костей голени, лечившиеся по методу Илизарова. Первую группу составили 70 больных (60 мужчин и 10 женщин). Больные были разделены на возрастные подгруппы: подростков и юношей 15-20 лет (20 чел.), больных зрелого возраста (21-50 лет, 36 чел.) и больных старше 50 лет (51-70 лет, 14 чел.). Каждые 10 дней измерялась величина функциональной нагрузки на нижние конечности в позе стоя и при ходьбе в произвольном темпе. Осевое давление конечности на опору интегрировалось по времени. Величину нагрузки на травмированную конечность выражали в процентах от суммарного импульса силы, приходящегося на обе конечности.

Вторую группу составили больные зрелого возраста (28 чел. 20-50 лет), у которых качество репозиции отломков улучшено при использовании разработанных в РНЦ "ВТО" методик за счет увеличения жесткости фиксации отломков в аппарате Илизарова, контролируемого с помощью метода оценки микроподвижности отломков, и контролируемого угломером и по рентгенограммам устранения ротационных смещений дистального сегмента конечности.

Средняя длительность периода фиксации костных отломков у больных первой группы составила 591,4 суток, длительность утраты трудоспособности - 973 суток. У больных старшей возрастной подгруппы в начале лечения микроподвижность отломков кости была наибольшей (рис.13). В процессе лечения при увеличении степени компрессии микроподвижность снижалась. При возникновении концевой резорбции наступала волна повышения микроподвижности. У больных молодого возраста пик повышения микроподвижности приходился на вторую неделю лечения, у больных второго зрелого возраста - на 4 неделю и у пожилых - на 6 неделю лечения (см. рис.12).

Рис.12. Динамика осевой микроподвижности костных отломков у больных 1 группы с винтообразными переломами костей голени разного возраста

Рис.13. Возрастная динамика сроков фиксации костных отломков в первой группе больных

С увеличением возраста пациентов до 40 лет средний срок фиксации возрастал от 50 до 65 дней (рис.13). При объяснении этого факта мы исходили из следующих соображений. У больных первого зрелого возраста выше механическая прочность костей, в которых наиболее высокое содержание минеральных веществ [147]. У мужчин с увеличением возраста до 24 лет увеличивается относительная сила мышц, и минеральная плотность костей. В дальнейшем продолжается увеличение массы тела и абсолютной силы мышц, которая достигает пиковых значений после 30 лет. В зрелый период, как известно, достигается наибольшая механическая прочность костей нижних конечностей [122]. Перелом такой кости требует приложения большей механической силы, что приводит к более тяжелым повреждениям как самой кости, так и окружающих мягких тканей.

У больных старше 40 лет срок фиксации имел тенденцию к снижению. Такое снижение срока мы связываем с возрастным уменьшением прочностных свойств кости. Перелом происходит при приложении меньшего травмирующего воздействия, с меньшим повреждением окружающих мягких тканей, что имеет существенное значение в определении длительности периода фиксации. Есть и более прозаичное объяснения увеличения срока лечения у лиц трудоспособного возраста - их незаинтересованность в прекращении действия листа нетрудспособности при завершении лечения в амбулаторных условиях.

Во 2-й группе больных 21-30, 31-40 и 41-50 лет, где более тщательно соблюдены принципы чрескостного остеосинтеза, срок фиксации отломков составил соответственно 584, 562 и 593 дней, то есть практически не зависели от возраста пациентов.

Обращает на себя внимание тот факт, что при закрытых винтообразных переломах костей голени в этой группе больных микроподвижность отломков в начале лечения сравнительно меньше, поскольку сразу достигается более точная репозиция. При необходимости под контролем микроподвижности отломков увеличивали компрессию.

Рис.14. Динамика осевой микроподвижности костных отломков у больных 2-й группы с винтообразными переломами костей голени

Анализ кривых динамики микроподвижности костных отломков показал, что показатель относительно выше у больных молодого возраста (рис.14).

Таким образом, у больных с увеличением возраста в условиях недостаточно точной репозиции и недостаточно жесткой начальной фиксации отломков позднее восстанавливается опорно-динамическая функция конечности, позднее развивается краевая резорбция и адаптация отломков, что увеличивает длительность периода фиксации. При точной репозиции и жесткой фиксации отломков у больных второй группы микроподвижность отломков оказалась ниже в старших возрастных группах. Срок фиксации в этой группе больных не зависел от возраста пациентов.

3.5 Влияние степени смещения отломков на кровоснабжение голени

На интенсивность кровоснабжения как поврежденной, так и интактной конечностей влияла степень поперечного смещения костных отломков при травме (рис.15, 16). Величина объёмной скорости кровотока голени (ОСК) увеличивалась с ростом степени смещения отломков до 50-75% как на поврежденной, так и на интактной конечностях. При больших величинах смещения интенсивность кровотока начинала снижаться. После окончания лечения показатели ОСК у больных, имевших смещение в пределах 33%, оказались относительно выше вследствие более полного восстановления функциональных свойств мышц (табл.2).

Рис.15. Зависимость объёмной скорости кровотока травмированной голени от степени смещения отломков в момент травмы

Таблица 2

Объёмная скорость кровотока голени (мл/мин*100 см3)

Степень смещения отломков	В процессе лечения	После окончания лечения
	здоровая голень	травмированная голень	здоровая голень	травмированная голень
10%	0,90 0,24	2,16 0,52	2,86 0,69	2,46 0,14
33%	1,07 0,12	3,42 0,73	2,33 0,64	2,68 1,00
50%	1,60 0,30	3,42 1,04	1,16 0,26	1,70 0,48
75%	1,43 0,25	4,28 0,09	1,80 0,14	0,95 0,53
100%	1,17 0,36	3,23 1,38	-	-

Рис.16. Зависимость ОСК интактной голени от величины смещения отломков

Рис.17. Зависимость ОСК от упругости мышц травмированной голени

Величина ОСК прямо пропорциональная показателю упругости мышц (рис.17). В процессе лечения по мере нормализации повышенных показателей упругости мышц ОСК также снижалась. Показатель ОСК зависел и от жесткости фиксации отломков. Чем хуже фиксация отломков, тем больше ОСК повышается по сравнению с уровнем тормы за счет прироста скорости шунтового кровотока (рис.18). Однако при подвижности отломков свыше 80 мкм начинала выявляться обратная зависимость.

Рис.18. Зависимость ОСК от микроподвижности костных отломков травмированной голени

В процессе фиксации величина ОСК неуклонно снижалась (рис. 19). Нормализация ОСК является прогностически благоприятным признаком компактизации костного регенерата.

Рис. 19. Динамика ОСК голени в процессе лечения больных

С использованием метода полярографии нами обследованы 20 больных в возрасте от 15 до 60 лет с закрытыми винтообразными переломами костей голени в условиях лечения по методу Илизарова. При явке на контрольный осмотр исследования повторены в различные сроки (до года и более года) после окончания лечения. Использован метод чрескожной полярографии (прибор фирмы "NOVAMETRIX", США). Определялись напряжение кислорода и углекислого газа в кожных покровах нижней конечности. В качестве контрольной обследована группа практически здоровых сверстников (130 чел.).

Во-первых, редоксметрический метод исследования позволил выявить, что с увеличением смещения отломков скорость тканевого кровотока голени не увеличивалась, а снижалась (рис. 20).

Данное заключение о неблагоприятном влиянии увеличения тяжести травмы на кислородный режим в тканях подтверждается и при анализе времени исчерпания запаса кислорода в тканях при ишемической пробе (рис.21). Замедление метаболических процессов в тканях при увеличении тяжести повреждения приводит к тому, что при существенных смещениях отломков в тканях отмечаются сравнительно более высокие значения напряжения кислорода как до, так и после пробы с дыханием чистым кислородом (рис.22). И лишь при закрытых винтообразных переломах со смещением отломков более, чем на 75% поперечника диафиза отмечается снижение напряжения кислорода.

Рис. 20. Зависимость скорости тканевого кровотока от величины смещения костных отломков при травме

Рис.21. Время исчерпания запаса кислорода в тканях при проведении ишемической пробы от степени смещения отломков

После окончания лечения больных тонус мышц и показатель ОСК нормализовались, время исчерпания запаса кислорода в тканях увеличивалось (табл.3).

Рис.22. Зависимость напряжения кислорода в покое и максимальных значений напряжения кислорода в тканях стопы от степени смещения отломков большеберцовой кости при травме

Таблица 3

Некоторые показатели больных с винтообразными переломами в процессе лечения и после его окончания (Мm)

Этап лечения	n	Тонус икроножной мышцы (усл. ед.)	Объёмная скорость кровотока (мл/мин*100 см3)	Тканевой кровоток (мл/мин* 100 см3)	Время исчерпания запаса кислорода (с)
Период фиксации	18	190 17	3,47 0,42	24,1 2,5	206 18
Ближайшие сроки	8	122 19	1,55 0,31	24,1 2,9	306 43
Отдаленные сроки	11	101 15	1,44 0,25	21,7 2,5	420 51

Представляет интерес и то, что показатель упругости икроножной мышцы также был наиболее высоким у больных, у которых смещение отломков при травме достигало 50% поперечника диафиза большеберцовой кости. При увеличении тяжести травмы показатель снижался (табл.3).

Таким образом, у больных с винтообразными переломами по мере увеличения смещения отломков снижаются показатели капиллярного кровотока, но до достижения смещения на 50-70% возрастает магистральный кровоток, повышается напряжение кислорода в тканях. При больших смещениях снижаются как капиллярный, так и шунтовый кровоток, ухудшается оксигенация тканей.

3.6 Влияние травмы голени на состояние сердечно-сосудистой системы

При обследовании 79 больных с закрытыми винтообразными переломами костей голени в процессе лечения по Илизарову обнаружено, что частота сердечных сокращений со 2 недели до конца периода фиксации в положении больного лежа экспоненциально снижается с 86 3 до 703 уд. /мин. Прирост ЧСС при ходьбе в первые 2 недели составил 50% (р 0,001). В процессе лечения, несмотря на увеличение скорости ходьбы с 1,6 0,16 до 2,6 0,16 км/час., хронотропная реакция сердца нормализовалась (прирост ЧСС снизился до 23% р 0,001). Через 2 недели лечения проходимый больными за сутки путь достиг 2 км, что достаточно для полного самообслуживания больных в условиях стационарного лечения.

Величины системного систолического и диастолического артериального давления в первые 3 недели лечения были повышены и составили соответственно 14712 и 93 3 мм рт. ст. В последующие недели лечения - 117 3 и 73 3 мм рт. ст. (р 0,05).

У больных с закрытыми винтообразными переломами костей голени рассчитывался показатель мощности сокращений миокарда левого желудочка. Полученный на основание данных эхокардиографии ударный объём левого желудочка соотносился с длительностью периода изгнания и умножался на величину среднего АД [128]. Показатель мощности сокращений левого желудочка, сниженный в день травмы у больных разного возраста (до 20, до 50 и старше 50 лет) соответственно до 52%, 86% и 66% от возрастной нормы, через месяц лечения составил 113%, 97% и 92% от уровня этой нормы. Следовательно, у больных младше 20 и старше 50 лет в день травмы сдвиги в состоянии сердечно-сосудистой системы выражены больше, чем у больных зрелого возраста. Эти сдвиги у молодых больных купируются уже в первый месяц лечения. У пациентов же старшей возрастной группы через месяц лечения выявленные изменения продолжают сохраняться.

Количественная оценка состояния кровоснабжения конечности при травме, несмотря на наличие в арсенале исследователя целого ряда методик, представляет непростую задачу. Во-первых, после перелома костей существенно увеличивается гидратация тканей, падает их базисное электрическое сопротивление, что приводит к существенному снижению величины реографического индекса и искажению направления изменения показателя скорости кровотока [135]. Во-вторых, увеличивается диаметр магистральных сосудов, что может привести к снижению линейной скорости кровотока при ультразвуковой допплерографии магистральных артерий [153]. В-третьих, прирост температуры кожных покровов связан с усилением не капиллярного, а шунтового кровотока и может наблюдаться и при гипоксии тканей. В этих условиях наиболее достоверную информацию можно получить при использовании методов окклюзионной плетизмографии и полярографии.

Увеличению напряжения кислорода в тканях при значительных смещениях отломков способствовало и увеличению объёмной скорости кровотока. Этот показатель в значительной степени зависит от местных рефлекторных и биомеханических механизмов регуляции. В частности, повышение упругости скелетных мышц способствует снижению трансмурального давления в стенках артерий и увеличению объёмной скорости кровотока. Следовательно, направленность изменений общего и капиллярного кровотока травмированной конечности различаются: с увеличением степени травмы капиллярный кровоток становится меньше, а увеличение общего кровотока до известного предела смещения отломков осуществляется за счёт прироста скорости шунтового кровотока.

При проведении исследований газового режима тканей с помощью метода транскутанной полярографии мы обнаружили такие же величины напряжения кислорода в тканях, как и при полярографии с игольчатыми датчиками. У контрольной группы здоровых обследуемых величины транскутанного напряжения кислорода и углекислого газа с увеличением возраста имели тенденцию к снижению, что может быть связано как со снижением скорости тканевого кровотока, так и скорости утилизации кислорода в тканях (рис.23).

Рис.23. Возрастная динамика чрескожного напряжения кислорода и углекислого газа в кожных покровах стопы у здоровых обследуемых

Не выявлено достоверных различий в показателях напряжения кислорода в кожных покровах бедра, голени и стопы (соответственно 66 3,0; 64 1,7 и 62 0,4 мм рт. ст.) и углекислого газа (соответственно 28 2,5; 35 2,3 и 34 1,6 мм рт. ст.). На уровень напряжения газов в тканях влиял характер перелома. При винтообразных переломах напряжение кислорода в тканях стопы составило 63 4,5 мм рт. ст., углекислого газа - 70,7 8,1 мм рт. ст., при оскольчатых переломах - соответственно 61,3 4,1 и 68,1 4,7 мм рт. ст.

Следовательно, при лечении закрытых винтообразных переломов костей голени по мере увеличения степени смещения отломков выявляются замедление скорости капиллярного кровотока и утилизации кислорода в тканях. Наблюдающийся при этом прирост тонуса мышц, объёмной скорости кровотока и напряжения кислорода в тканях у больных со смещением отломков более, чем на 75%, а также у больных при оскольчатых и открытых переломах сменяется тенденцией к снижению соответствующих показателей.