Исследования и совершенствование скелетного вытяжения

Расслабление мышц поврежденной конечности, покой ее и постепенность нагрузки являются основными условиями лечения переломов скелетным вытяжением. Эти условия должны обеспечить соблюдение классических законов физиологии мышц: закона Вебера, закона Вебера-Фехнера и закона Дюбуа-Реймона.

Мы определили порог различения (Величина, на которую надо увеличить силу раздражения, чтобы вызвать едва заметное усиление ощущения, составляет всегда определенную часть величины раздражителя. Для скелетной мышцы она равна ¹/₁₇ веса груза) величин груза у 17 больных со свежими переломами голени и у 16 с переломами бедра увеличением и уменьшением груза до появления ощущения изменения силы вытяжения. Порог различения у больных с переломами бедренной кости колебался от 17 до 48% величины груза и равнялся в среднем 32,2% (σ = 10,1; ν - 32,6%); у больных с переломами голени колебания были от 15 до 42%, а среднее значение - 26,5% (σ = 9,4; ν - 34,1%). Таким образом, пороги различения для мышц поврежденной конечности значительно выше величин, определенных Вебером и Фехнером. Это можно объяснить травмой мышц и нервных стволов, а также адаптацией проприорецепторов поврежденной конечности к постоянно действующей силе вытяжения.

В настоящее время можно считать общепризнанным, что процесс сращения перелома определяется в основном местными условиями и факторами. Исключительное значение имеет поддержание неподвижности сопоставленных отломков до полного сращения. Подвижность на стыке отломков вызывает вторичные травматические нарушения кровообращения, которые приводят к замедлению репаративной регенерации.

Экспериментальными и клиническими исследованиями мы изучили силу вытяжения, передаваемую грузом на кость, в зависимости от трения и инерции в аппаратах для вытяжения и нашли оптимальные возможности соблюдения физиологических законов, отражающих принципы покоя, расслабления мышц и постепенности нагрузки при лечении переломов скелетным вытяжением. Силу вытяжения регистрировали электротензометрией.

В "жесткой" системе скелетного вытяжения сила, действующая на кость, всегда меньше величины груза. Она зависит от вида блока и подвески. Наибольшая потеря силы вытяжения (до 60% величины груза) определена в системах с роликовыми блоками и подвеской из хлопчатобумажного шнура, бинта и стального троса. Сила вытяжения приближается к величине груза в системах с шарикоподшипниковыми блоками и подвеской из капроновой лески (потеря ее - не более 5% величины груза). При попытке придать грузу равномерное движение вверх за счет трения в блоках и трения подвески о блок сила вытяжения увеличивается в 2-6 раз в системах с роликовыми блоками и на 5-17% - в системах с шарикоподшипниковыми блоками. Колебания силы вытяжения в этих системах не превышают порога различения мышц поврежденной конечности. В системах с роликовыми блоками они выше порога различения. Учитывая специфику применяемых роликовых опор, по формуле Эйлера были определены значения коэффициентов трения невращающегося ролика и коэффициентов полезного действия вращающихся блоков (табл. 2).

Из табл. 2 видно, что коэффициент трения капроновой лески в 3 раза меньше коэффициента трения хлопчатобумажного шнура, бинта и стального троса. Коэффициент полезного действия роликового блока не превышает 70%, а шарикоподшипникового блока - 92-96% (следует отметить, что мы использовали некондиционные подшипники).

Эксперименты на механических моделях и теоретические расчеты получили подтверждение при изучении силы вытяжения у больных. В системах с шарикоподшипниковыми блоками, леской и пружиной при движениях больного во время исследования сила вытяжения изменила свои значения в пределах 10% величины груза, т. е. она была ниже порога различения. В обычно применяемых системах скелетного вытяжения, когда подвеской был хлопчатобумажный шнур, сила вытяжения колебалась от 34,5 до 145% величины груза, если блок вращался, и от 96,6 до 240%, если роликовый блок не вращался. Эти колебания превышали в несколько раз порог различения для мышц поврежденной конечности. Приведем тензограмму силы вытяжения у больного с переломом бедра (рис. 21).

Рис. 21. Изменение силы вытяжения в зависимости от вида блока и подвески (тензограмма). Больной по команде выполнял движения: сел в кровати, поднял таз, подтянул ногу на шине. Груз 10 кг. а - стальной трос; блок роликовый; б - витой шнур, блок роликовый; в - леска с пружиной, блок шарикоподшипниковый

Тензограмма иллюстрирует преимущество демпферных систем скелетного вытяжения (рис. 22). Демпферирование обеспечивается стальными пружинами, вставленными на протяжении шнура между скобой и первым блоком (размещение пружин между блоком и подвеской для груза является ошибкой!), шарикоподшипниковыми блоками и капроновой леской (она способна демпферировать).

Рис. 22. Демпферирование систем скелетного вытяжения. а - демпфер (пружина) вставляется между скобой; фиксирующей спицу, и блоком; б - шина с шарикоподшипниковыми блоками Чудовского завода энергетического машиностроения

В клинике травматологии и ортопедии Ярославского медицинского института демпферированное скелетное вытяжение применяется с 1968 г. Мы убедились в высокой эффективности этих систем. Больные отмечают уменьшение болей, охотнее занимаются лечебной гимнастикой, свободно подтягивают и опускают ногу на шине, исправляя ее положение.

Чудовским заводом энергетического машиностроения производственного объединения "Невский завод" им. В. И. Ленина с 1989 г. начат выпуск демпферирующего устройства для вытяжения, в которое входят: шина с шарикоподшипниковыми блоками (рис. 22, б), 2 стальные пружины (одна длиной 89 мм, другая - 119 мм, пружинная проволока диаметром 2,5 мм, наружный диаметр пружины 30 мм), капроновая леска диаметром 1 мм длиной 5 м.