Индивидуально-типологическая изменчивость бедренной кости и морфология питательных отверстий

Лечение больных с переломами бедренной кости – актуальная и сложная проблема травматологии. Несмотря на активное внедрение новых высокотехнологичных методов остеосинтеза, неудовлетворительные результаты лечения и осложнения, связанные с нарушением процессов консолидации переломов, развиваются в 10-53% случаев [1,2]. При восстановлении анатомической целостности кости не всегда представляется возможным предусмотреть степень нарушения кровообращения, вызванного хирургическим вмешательством. Это связано с недостаточной информацией о топографии и зонах концентрации артерий, питающих бедренную кость. Еще Эмиль Теодор Кохер в своей книге «Учение о хирургических операциях» писал: «Мы, хирурги, в настоящее время нуждаемся в несравненно более точных сведениях о ходе сосудов, артерий, вен и нервов, чем это имеется в большинстве руководств по анатомии…» [3]. Спустя столетие его слова не утратили актуальности: типовая анатомия остается неотъемлемой частью планирования оперативных вмешательств, разработки новых оперативно-технических приемов и средств, еще четче обозначилась потребность в знаниях не столько средней «общей» анатомической нормы, суженного или расширенного ее диапазона, сколько всего спектра индивидуальной анатомической изменчивости [4,5,6,7,8].

Питательные отверстия с древних времен привлекали к себе внимание анатомов, и именно с их обнаружением на мацерированных костях в 1835 году связано начало изучения кровеносных сосудов скелета [9]. М.Г. Привес указывает, что проведенные исследования позволили составить лишь определенное представление о топографии, величине, количестве питательных отверстий и каналов некоторых костей. И.И. Новиковым [10] была представлена количественная характеристика и составлена топографическая схема локализации питательных отверстий для артерий и вен проксимального, дистального эпифизов и диафиза бедренной кости, и установлено, что на эпифизах одному питательному отверстию соответствует только одна артерия или вена. До сих пор остается не изученным вопрос о взаимосвязи особенностей топографии, концентрации питательных отверстий и величины угла вхождения диафизарной артерии в связи с индивидуально-типологической изменчивостью бедренной кости.

Цель исследования: детализировать морфометрические характеристики бедренной кости и выявить зоны концентрации питательных отверстий, их форму и особенности угла вхождения диафизарной артерии в связи с индивидуально-типологической изменчивостью кости.

410012, г. Саратов, Б. Казачья, 112

ГОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Росздрава, кафедра анатомии человека, тел. (8452) 66-97-26;

Материалы и методы. Материалом исследования послужили 45 бедренных костей взрослых людей из научной коллекции фундаментального музея кафедры анатомии человека ГОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Росздрава. Остеометрия проводилась по методике В.П. Алексеева [11]. Форма кости определялась по величине толстотно-длиннотного указателя (ТДУ) – отношение наименьшей окружности диафиза бедренной кости к ее длине, выраженное в процентах. Определяли коэффициент локализации питательного отверстия (КПО), который в отличие от коэффициента Eletto [9] наиболее удобен для использования в клинической практике, так как легко определяется как на костях, так и по антропометрическим параметрам бедра пациента. Для этого определяли дистанцию питательного отверстия (ДПО) – расстояние от питательного отверстия диафиза бедренной кости до наиболее отдаленной точки ее медиального надмыщелка. Коэффициент питательного отверстия (КПО) вычисляли по формуле

КПО = (ДПО / Наибольшая длина бедренной кости) × 100%.

С помощью прозрачной измерительной сетки с делением 1 мм проводили подсчет питательных отверстий на эпифизах и метафизах кости. За единицу площади измерения был взят 1,0 см2. На проксимальном эпифизе изучали морфологию питательных отверстий большого и малого вертелов (верхняя, передняя, задняя и нижняя поверхности) и шейки бедра; на дистальном эпифизе – надколенной и подколенной поверхности, латерального и медиального надмыщелков и межмыщелковой ямки. На оцифрованных изображениях бедренных костей определяли угол вхождения диафизарной артерии, используя программу «Micrografx Disingner 9.0». Для вариационно-статистической обработки полученных данных использован универсальный пакет статистических программ “ StatРlus 2006” (Statsoft Inc., США).

Результаты исследования. Анализ основных морфометрических параметров бедренных костей показал значительную их изменчивость (см. таблицу). В прикладном отношении важны знания изменчивости как отдельно взятых структур, в том числе и питательных отверстий, так и знания их особенностей при различных формах костей, определяемых на основании соотношения нескольких параметров. Одним из таких соотношений для определения формы бедренной кости был выбран толстотно-длиннотный указатель. В зависимости от его величины выделены 3 формы бедренных костей: 1) до-лихофеморальная форма (ТДУ<18,2%) – длинные и тонкие кости, встречаются в 16% наблюдений; 2) мезофеморальная форма (ТДУ 18,2-20%) – с промежуточными значениями длины и окружности кости между доли- и мезофеморальной формами, состав-

Морфометрические характеристики бедренных костей (см)

Остеометрические параметры Вариационно-статистические характеристики А X±m σ Наибольшая длина 37,5-50,1 43,48±0,45 3,2 Общая длина в естественном положении 37,1-50 43,17±0,45 3,2 Наибольшая длина от большого вертела 36,9-48,5 42,29±0,42 2,8 Общая длина от большого вертела в естественном положении 36,5-48,4 41,81±0,42 2,8 Длина диафиза 32,9-44,3 37,84±0,42 2,8 Длина диафиза по передней поверхности 32,9-43,3 37,15±0,43 2,9 Окружность диафиза (раздвоение шероховатой линии) 7,5-10,1 8,64±0,10 0,7 Окружность диафиза (середина верхней трети) 7,4-9,9 8,56±0,09 0,6 Верхняя ширина 8-11,2 9,61±0,10 0,7 Верхняя проекционная ширина 8-11,2 9,61±0,10 0,7 Передняя длина шейки и головки 5,9-9,5 7,84±0,12 0,8 Задняя длина шейки и головки 6,3-8,5 7,31±0,09 0,6 Длина шейки 2,2-5,6 4,08±0,12 0,8 Вертикальный диаметр шейки 3,1-4,4 3,66±0,04 0,3 Сагиттальный диаметр шейки 2,1-3,6 2,98±0,04 0,3 Окружность шейки 7,6-10,9 9,42±0,12 0,8 Длина головки 3,2-4,8 4,06±0,06 0,4 Вертикальный диаметр головки 4-5,5 4,75±0,06 0,4 Сагиттальный диаметр головки 4,1-5,7 4,78±0,06 0,4 Окружность головки 11,7-15,8 13,87±0,16 1,1 Ширина большого вертела 2-4,5 3,43±0,09 0,6 Сагиттальный диаметр большого вертела 3,5-5 4,29±0,06 0,4 Сагиттальный диаметр диафиза (середина верхней трети) 2,3-3,7 2,98±0,04 0,3 Верхний сагиттальный диаметр диафиза 2,7-3,8 3,01±0,04 0,3 Верхняя ширина диафиза 2,8-4,0 3,29±0,04 0,3 Ширина диафиза (середина верхней трети) 2,5-4,6 3,16±0,04 0,3 Ширина середины диафиза 2,4- 3,5 2,93±0,03 0,2 Ширина диафиза (середина нижней трети) 2,8-4,3 3,43±0,06 0,4 Ширина диафиза (наибольшее развитие шероховатой линии) 2,3-3,9 3,04±0,04 0,3 Сагиттальный диаметр диафиза (наибольшее развитие шероховатой линии) 2,5-4,0 3,14±0,04 0,3 Сагиттальный диаметр середины диафиза 2,5-4,2 3,18±0,06 0,4 Окружность середины диафиза 7,2-10,1 8,47±0,10 0,7 Толстотно-длиннотный указатель 17,2-21,1 19,12±0,13 0,9 Нижняя ширина диафиза 3-4,5 3,80±0,06 0,4 Высота проксимального эпифиза 3-5 4,10±0,06 0,4 Ширина дистального эпифиза 6,4-9 7,93±0,09 0,6 Высота латерального мыщелка 3,2-4,9 3,89±0,06 0,4 Высота медиального мыщелка 3,4-5,1 4,21±0,06 0,4 Передняя проекционная ширина медиального мыщелка 2-4,2 2,63±0,06 0,4 Передняя проекционная ширина латерального мыщелка 2-3,6 2,75±0,04 0,3 Нижняя ширина медиального мыщелка 1,9-3 2,45±0,04 0,3 Ширина межмыщелковой ямки 1-2,8 2,16±0,06 0,4 Окружность диафиза (середина нижней трети) 7,4-10,8 9,10±0,12 0,8 Сагиттальный диаметр диафиза (середине нижней трети) 2,5-4,1 3,22±0,04 0,3 Нижний сагиттальный диаметр диафиза 2,5-4,5 3,46±0,06 0,4 ляет 71% наблюдений; 3) брахифеморальная форма (ТДУ>20%) – короткие и толстые кости, наблюдаются в 13%.

Макро-микроскопическое исследование поверхностей бедренной кости с целью определения зон локализации питательных отверстий выявило, что на ее проксимальном эпифизе наибольшее количество питательных отверстий находится в подколенной области, межмыщелковой ямке и верхней части шейки (5-20 на 1,0 см2); наименьшее количество – в надколенной области, на надмыщелках, вертелах, передней, задней и нижней поверхностях шейки бедренной кости (1-7 на 1 см2). Формы питательных отверстий проксимального и дистального эпифизов практически одинаковы. Они не имеют канала и сразу продолжаются в губчатое вещество кости.

На диафизе, как правило, находится одно питательное отверстие на задней поверхности бедренной кости рядом с шероховатой линией и ниже середины диафиза (в нижней трети), или выше его середины (ниже уровня верхнего раздвоения шероховатой линии), или соответствует ей. Иногда питательное отверстие располагается латеральнее шероховатой линии, т.е. практически на наружной поверхности. В 40% случаев встречаются два питательных отверстия – основное и добавочное. Угол вхождения диафизарной артерии в питательное отверстие при долихофеморальной форме составляет 15°-28°, брахифеморальной – 12°-17° и мезофеморальной – 3°-10°. Форма питательного отверстия диафиза может быть овальной, которая чаще наблюдается при брахи- и мезофеморальной формах; при долихо-феморальной форме оно чаще щелевидное. В единичных случаях при этих формах костей встречается «точечное» отверстие (1мм). В отличие от отверстий, расположенных на эпифизах, питательное отверстие диафиза имеет более четкие контуры и продолжается в питательный канал, как правило, направленный сверху вниз.

Обсуждение. Топография артерии, питающей бедренную кость (диафизарная), не постоянна. Она детерминирована индивидуально-типологической изменчивостью бедренной кости и вариантами ветвления бедренной артерии. Согласно классификации В.Н. Шевкуненко [3], выделяют следующие варианты артериальных стволов и их ветвления: рассыпной, характеризующийся быстрым распадением основного ствола на вторичные ветви; магистральный, при котором основной ствол может отдавать вторичные ветви постепенно и последовательно, сохраняя на всем протяжении свою магистраль; промежуточный – переходный тип. По нашим наблюдениям, артерия, питающая бедренную кость, только в 60% случаев входит в костномозговую полость ниже середины диафиза бедренной кости на задней ее поверхности. Такая локализация питательного отверстия указывает на то, что артерия, питающая бедренную кость, является ветвью глубокой артерии бедра. В 40% случаев она является ветвью мышечных или прободающих артерий. Можно полагать, что в этих случаях, помимо артерии, входящей с задней поверхности бедренной кости, имеется вторая (добавочная) артерия, проникающая в костномозговую полость с медиальной поверхности выше ее середины и направляющаяся к проксимальному эпифизу. Такой рассыпной тип встречается преимущественно при долихофемо-ральной форме (68%).

Питательные отверстия диафиза бедренной кости продолжаются в питательный канал, который почти всегда направлен сверху вниз, в отличие от такового на плечевой кости [8]. Лучше всего бедренная кость кровоснабжается в следующих зонах: на проксимальном эпифизе – верхняя часть шейки, на дистальном – подколенная область и межмыщелковая ямка. Беднее кровоснабжаются на проксимальном эпифизе большой вертел, передняя и задняя поверхности шейки, на дистальном эпифизе – надколенная поверхность и надмыщелки. Малый вертел и нижняя поверхность шейки кровоснабжаются беднее всего, т.к. на поверхностях этих зон кости питательные отверстия не выявляются.

Полученные данные существенно дополняют результаты исследования К.П. Минеева [1] и позволяют выбрать наиболее эффективные патогенетически и биомеханически обоснованные методы лечения и коррекции различных видов и уровней повреждений бедренной кости на основе сведений об особенностях ее индивидуально-типологической изменчивости.

Работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научнотехнологического комплекса России на 2007-2012 годы» по Государственному контракту Федерального агентства по науке и инновациям от 30 сентября 2009 года, № 02.514.11.4121.