Моделювання взаємовідношення кровоносних судин ділянки гомілково-стопного суглоба з фіксаторами для остеосинтезу при переломах дистального епіметафізу кісток гомілки

Васюк В. Л., Цигикало О. В.*, Коваль О. А.Луцишин В.Г. - Вищий державний навчальний заклад України «Буковинський державний медичний університет», м. Чернівці, Кафедра травматології та ортопедії; *гістології, цитології та ембріології м. Чернівці

Електронна версія
Журналу "Проблеми травматології та остеосинтезу"
Номер № 1-2 (15-16) 2019

З люб'язної згоди президента ВГО "Українська асоціація травматології та остеосинтезу" і головного редактора щоквартального науково-практичного журналу "Проблеми травматології та остеосинтезу" проф. Калашнікова Андрія Валерійовича.

УДК 616.78.5/6-001.5-089.227.84-036.82

МОДЕЛЮВАННЯ ВЗАЄМОВІДНОШЕННЯ КРОВОНОСНИХ СУДИН ДІЛЯНКИ ГОМІЛКОВО-СТОПНОГО СУГЛОБА З ФІКСАТОРАМИ ДЛЯ ОСТЕОСИНТЕЗУ ПРИ ПЕРЕЛОМАХ ДИСТАЛЬНОГО ЕПІМЕТАФІЗУ КІСТОК ГОМІЛКИ
Васюк В. Л., Цигикало О. В.*, Коваль О. А.Луцишин В.Г.
Вищий державний навчальний заклад України «Буковинський державний медичний університет», м. Чернівці
Кафедра травматології та ортопедії; *гістології, цитології та ембріології м. Чернівці

Вступ. Сучасна травматологія містить великий арсенал технологій остеосинтезу для виконання стабільної фіксації переломів дистального відділу кісток гомілки (Amin A. et al., 2012;). Проте, переломи даної локалізації є лідерами за кількістю ускладнень (до 30%) та незадовільних наслідків (Blanke F. et al. 2014; Tennant J.N. et al., 2014).

Морфологічні дослідження особливостей кровопостачання кінцівок людини, з’ясування варіантної анатомії живильних артерій є актуальним завданням вчених анатомів та ортопедів-травматологів (Brookes M. et al., 2012; Buchan C.A. et al. 2012; Турчин А.М. та ін., 2013). Необхідність збереження артеріальних судин під час оперативної фіксації переломів, забезпечення адекватного кровопостачання кінцівки можуть бути визначальними факторами у виборі метода остеосинтезу (Haddock, N. T. et al., 2013; Oppermann J. et al., 2014).

Мета дослідження. Покращити анатомо-функціональні результати лікування пацієнтів з осколковими внутрішньосуглобовими переломами дистального відділу кісток гомілки шляхом зменшення додаткового порушення кровопостачання відламків під час оперативного втручання, морфологічного обґрунтування диференційованого застосування удосконалених технологій малоінвазивного остеосинтезу.

Матеріали та методи. Дослідження особливостей кровопостачання гомілковостопного суглоба у динаміці пренатального розвитку, з’ясування варіантної анатомії живильних артерій та моделювання остеосинтезу переломів дистального епіметафізу кісток гомілки потребують застосування відповідного комплексу методів морфоло­гічного дослідження. Досліджено 26 кісткових препаратів нижніх кінцівок людей різного віку та статі з музею кафедри анатомії людини ім. М.Г. Туркевича ВДНЗ України «Буковинський державний медичний університет», а також тривимірні реконструкції 24 серій комп’ютерних томограм дорослих людей віком 23-72 років.

Результати та обговорення. Стабілізація переламів дистального епіметафізу кісток гомілки передбачає застосування різних методів остеосинтезу із застосуванням пластин, апаратів зовнішньої фіксації, спиць, гвинтів, тощо. Кожен із методів має свої переваги та недоліки, які визначаються швидкістю відновлення анатомічної безперервності кісток, відновлення функції кінцівки та частотою - виникнення інтра- та післяопераційних ускладнень. Найважливішою перед умовою регенерації кісткової тканини є збереження джерел кровопостачання ушкоджених кісток, тому під час проведення оперативних втручань та хірургічних маніпуляцій з репозиції та стабілізації кісткових відламків є ощадливе відношення до кровоносних судин та нервів в ділянці травматичного ушкодження. Існує усталена та загальновизнана думка морфологів, ортопедів-травматологів про те, що особливу та першочергову увагу слід звертати на ті кровоносні судини, які знаходяться в тісних топографо-анатомічних взаємовідношеннях з імплантатами (пластини, спиці, гвинти тощо).

Адекватне кровопостачання травмованої ділянки кістки та її відламків забезпечує оптимальні умови для своєчасної консолідації переломів, оптимізує терміни відновлення функції кінцівки та мінімізує ризик ускладнень.

Сучасні методи медичної діагностичної візуалізації та технології тривимірного комп’ютерного реконструювання дають змогу змоделювати на реальних об’єктах топографо-анатомічні співвідношення важливих анато­мічних структур, які впливають на процеси регенерації кісткової тканини, в ділянці переломів нижньої третини кісток гомілки.

Моделювання остеосинтезу великогомілкової кістки пластиною типу «листок конюшини» демонструє досить широку та тісну площу контакту між кістковою поверхнею (надкісточкова її ділянка) та пластиною (Рис. 1). У випадку фіксації її на медіальній поверхні нижньої третини великогомілкової кістки відзначається велика ймовірність стискання та ушкодження кісточкових гілок задньої великогомілкової артерії, медіальної заплесневої артерії, періостальних гілок передньої великогомілкової артерії. Останні можуть бути джерелами проникних судин, які живлять кістку.

Рис. 1 Модель остеосинтезу великогомілкової кістки пластиною типу листка конюшини. Ділянка нижньої третини та гомілково-стопного суглоба лівої нижньої кінцівки. Контрастована МРТ. ПРисередня проекція: 1 – велико­гомілкова кістка; 2 – п’яткова кістка; 3 – пластина «листок конюшини»; 4 – пе­редня великогомілкова артерія; 5 – медіальна заплеснова артерія; 6 – задня великогомілкова артерія <

Під час моделювання остеосинтезу переломів нижньої третини великогомілкової кістки медіальною опорною пластиною відзначаються подібні небезпеки притаманні пластині типу «листок конюшини» (Рис. 2), але, внаслідок більшої довжини та меншої ширини цієї пластини в надкісточковій ділянці, небезпека стискання та ушкодження гвинтами медіальної кісточкової артеріальної сітки менша, а періостальних гілок від передньої великогомілкової артерії – більша.

Задня фіксація переламів малогомілкової кістки напівтрубчастою пластиною (Рис. 3, 4) при моделюванні демонструє імовірність пошкодження латеральних кісточкових гілок малогомілкової артерії, які знаходяться у тісних топографо-анатомічних співвідношеннях з окістям, та можливість пошкодження кінцями гвинтів гілок малогомілкової артерії.

Рис. 2 Модель остеосинтезу великогомілкової кістки медіальною опорною пластиною. Ділянка нижньої третини та гомілково-стопного суглоба лівої нижньої кінцівки. Контрастована МРТ. Бічна проекція: 1 – велико­гомілкова кістка; 2 – таранна кістка; 3 – п’яткова кістка; 4 – м’язова (періостальна) гілка передньої великогомілкової артерії; 5 – задня велико­гомілкова артерія; 6 – передня великогомілкова артерія; 7 – медіальна заплеснова артерія; 8 – підошовна гілка задньої великогомілкової артерії; 9 – медіальна опорна пластина

Досить широка ділянка щільного контакту нижнього горизонтального сегмента передньо-лате­ральної пластини під час остеосинтезу великогомілкової кістки (Рис. 5) свідчить про високу небезпеку ушкодження термінального відділу передньої великогомілкової артерії та глибокого малогомілкового нерва. Останній хоча і невидимий на тривимірній моделі, але відомо, що він завжди супроводжує цю артерію, розміщуючись дещо латерально. Вертикальний сегмент пластини може стискати м’язові та періостальні артеріальні гілочки передньої великогомілкової артерії, а отже, і місця входу у кістку проникних судин.

Рис. 3 Модель остеосинтезу малогомілкової кістки напівтрубчастою пластиною. Ділянка нижньої третини та гомілково-стопного суглоба правої нижньої кінцівки. Контрастована МРТ. Задньо-бічна проекція: 1 – велико­гомілкова кістка; 2 – малогомілкова кістка; 3 – таранна кістка; 4 – п’яткова кістка; 5 – напівтрубчаста пластна; 6 – пронизна гілка малогомілкової артерії; 7 – малогомілкова артерія;8 – задня великогомілкова артерія

Отже, застосування пластин для остеосинтезу велико- та малогомілкової кісток не виключають пошкодження артеріальних гілок, які тісно межують з окістям та суміжними структурами (передня великогомілкова артерія та її гілки в нижній третині передньої поверхні гомілки, латеральна та медіальна артеріальні кісточкові сітки), а також точки живильних отворів кісток гомілки. Наведений ризик щодо негативного впливу на адекватне кровопостачання ділянки та, зокрема, кісток гомілки, можливо, виправданий у складних випадках переламів, коли показані такі методи остеосинтезу, які б забезпечили надійну репозицію численних уламків кісток гомілки.

Рис. 4 Модель остеосинтезу малогомілкової кістки напівтрубчастою пластиною. Ділянка нижньої третини та гомілково-стопного суглоба правої нижньої кінцівки. Контрастована МРТ. Задня проекція: 1 – велико­гомілкова кістка; 2 – малогомілкова кістка; 3 – п’яткова кістка; 4 – напівтрубчаста пластина; 5 – задня великогомілкова артерія; 6 – передня великогомілкова артерія

Для уникнення небезпек застосування пластин, для фіксації уламків змодельований остеосинтез спицями Ілізарова та Кіршнера (Рис. 6, 7).

Аналіз тривимірних комп’ютерних моделей остеосинтезу переламів нижньої третини кісток гомілки спицями Ілізарова та Кіршнера демонструє структурну та топографо-анатомічну цілісність артеріальних судин, які межують з окістям в ділянці переломів кісток гомілки. Ймовірно, що слід ретельно обирати точки проведення спиць на поверхні шкіри ділянки стопи та нижньої третини гомілки, орієнтуючись на проекційну анатомію судинно-нервових пучків та піхв сухожилків м’язів-розгиначів стопи.

Рис. 5 Модель остеосинтезу великогомілкової кістки передньо-лате­ральною пластиною. Ділянка нижньої третини та гомілково-стопного суглоба правої нижньої кінцівки. Контрастована МРТ. Передня проекція: 1 – велико­гомілкова кістка; 2 – малогомілкова кістка; 3 – передньо-латеральна пластина; 4 – передня великогомілкова артерія; 5 – тильна артерія стопи

Висновки

1.На основі морфологічного аналізу моделей остеосинтезу переломів кісток гомілки встановлено, що застосування пластин спричиняє стискання їх опорною поверхнею та ушкодження гвинтами тих судин, які не можуть бути відведені, які тісно межують з окістям та суміжними структурами (передня великогомілкова артерія та її гілки в нижній третині передньої поверхні гомілки, латеральна та медіальна артеріальні кісточкові сітки), а також місця живильних отворів кісток гомілки. Навпаки, застосування для остеосинтезу спиць Ілізарова та Кіршнера не несе такої небезпеки.

2. При хірургічному лікуванні епіметафізарних переломів дистальної гомілки, з точки зору зменшення ризику додаткового інтраопераційного порушення кровопостачання відламків, застосування малоінвазивного остеосинтезу спицями повинно бути методом вибору, виходячи з конкретної клінічної ситуації.

Рис. 6 Модель остеосинтезу великогомілкової кістки спицями Ілізарова та Кіршнера. Ділянка нижньої третини та гомілково-стопного суглоба правої нижньої кінцівки. Контрастована МРТ. Передня проекція: 1 – велико­гомілкова кістка; 2 – малогомілкова кістка; 3 – таранна кістка; 4 – заплесно; 5 – спиці; 6 – передня великогомілкова артерія

Рис. 7 Модель остеосинтезу уламків великогомілкової кістки спицями Ілізарова та Кіршнера. Ділянка нижньої третини та гомілково-стопного суглоба лівої нижньої кінцівки. Контрастована МРТ. ПРисередня проекція: 1 – велико­гомілкова кістка; 2 – п’яткова кістка; 3 – заплесно; 5 – передня великогомілкова артерія; 6 – задня великогомілкова артерія; 7 – медіальна кісточкова сітка; 8 – м’язові та періостальні артеріальні гілки

Література

1. Турчин, А. М., Омельченко, Т. М., Турчин, О. А., & Хомич, С. В. (2013). Сучасні уявлення про особливості анатомії і кровопостачання таранної кістки (інформаційно-аналітичний огляд). Літопис травматології та ортопедії, (1-2), 169-172.

2. Amin, A., Mahoney, J., & Daniels, T. R. (2012). Anteromedial approach for ankle arthoplasty and arthrodesis: technique tip. Foot & ankle international, 33(11), 1011-1014.

3. Blanke, F., Loew, S., Ferrat, P., Valderrabano, V., Ochsner, P. E., & Majewski, M. (2014). Osteonecrosis of distal tibia in open dislocation fractures of the ankle. Injury, 45(10), 1659-1663.

4. Brookes, M., & Revell, W. J. (2012). Blood supply of bone: scientific aspects. Springer Science & Business Media.

5. Buchan, C. A., Pearce, D. H., Lau, J., & White, L. M. (2012, July). Imaging of postoperative avascular necrosis of the ankle and foot. In Seminars in musculoskeletal radiology (Vol. 16, No. 3, p. 192).

6. Cherednichenko, N. A. (2016). КТ ангиография и 3D моделирование в планировании реконструктивных операций у больных с дефектами покровных ткан ей нижних конечностей. Лучевая диагностика, лучевая терапия, (4), 69-75.

7. El-Mowafi, H., El-Hawary, A., & Kandil, Y. (2015). The management of tibial pilon fractures with the Ilizarov fixator: the role of ankle arthroscopy. The Foot, 25(4), 238-243.

8. Haddock, N. T., Wapner, K., & Levin, L. S. (2013). Vascular bone transfer options in the foot and ankle: a retrospective review and update on strategies. Plastic and reconstructive surgery, 132(3), 685-693.

9. Oppermann, J., Franzen, J., Spies, C., Faymonville, C., Knifka, J., Stein, G., & Bredow, J. (2014). The microvascular anatomy of the talus: a plastination study on the influence of total ankle replacement. Surgical and Radiologic Anatomy, 36(5), 487-494.

10. Tennant, J. N., Rungprai, C., Pizzimenti, M. A., Goetz, J., Phisitkul, P., Femino, J., & Amendola, A. (2014). Risks to the blood supply of the talus with four methods of total ankle arthroplasty: a cadaveric injection study. JBJS, 96(5), 395-402.

Інші матеріали