Расчет угла между анатомическими осями бедренной и большеберцовой костей при создании индивидуальной оси нижней конечности по рентгенологическим данным

Достижения ортопедии в области коррекции формы конечностей с применением метода чре-скостного остеосинтеза привели к тому, что все большее и большее количество здоровых людей обращаются за помощью к ортопедам с жалобами на "некрасивую" или "неправильную" форму ног. Подавляющее большинство в этой массе пациентов составляют женщины, но есть среди них и мужчины.

Метод чрескостного остеосинтеза позволяет выполнять коррекцию оси нижних конечностей одномоментно на операционном столе, иногда с последующими дополнительными изменениями соотношений в аппарате в послеоперационном периоде, в зависимости от пожелания пациента. Огромный опыт применения аппарата Илизарова, накопленный в Российском научном центре “Восстановительная травматология и ортопедия” им. академика Г.А. Илизарова, позволяет гарантировать данной группе пациентов лечение в кратчайшие сроки и без осложнений, ухудшающих окончательный результат. Однако специфика лечения пациентов косметического профиля требует гарантированного достижения поставленной задачи, которую люди с небольшой "О"- или "Х"-образной деформацией ног, далекие от медицины и не владеющие медицинской терминологией, выражают, как правило, так: "Чтобы сходились и колени, и лодыжки", что на врачебной терминологии может означать, что условием является нахождение четко в сагиттальной плоскости одновременно наиболее выступающей кнутри точки в области внутренней поверхности обоих коленных суставов и наиболее выступающей кнутри точки в области обеих внутренних лодыжек в положении стоя.

Коррекция в условиях чрескостного остеосинтеза позволяет выполнить данное условие, изменить во фронтальной плоскости угол между осями бедренной и большеберцовой костей. Большое значение при выполнении данной задачи имеет опыт оперирующего хирурга, но необходим и теоретический точный расчет угла между осями вышеназванных костей, при котором будет выполнена поставленная задача.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Способ расчета оси нижней конечности применен при лечении 13 пациентов женского пола, которые обратились в клинику РНЦ “ВТО” с жалобами на “О”-образную деформацию нижних конечностей. Возраст пациентов составил от 15 до 37 лет. Варусная деформация нижних конечностей отмечалась в пределах от 5 до 15°, при этом у двух пациентов она сочеталась с внутренней торсией, у одной пациентки с наружной торсией. Величина торсионной де- формации не превышала 30°. Девяти пациентам выполнен монолокальный остеосинтез и четырем – билокальный. У шести пациентов выполнена одномоментная коррекция деформации на операционном столе, у семи пациентов в послеоперационном периоде осуществлялась дополнительная коррекция путем неравномерной дистракции по стержням с формированием клиновидного регенерата. Средний срок остеосинтеза составил 68,2±12,7 дней.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Нами предлагается способ расчета угла, создаваемого осями бедренной и большеберцовой костей на уровне коленного сустава, который определяется индивидуально для каждого пациента в зависимости от ширины таза, длины бедра, и длины голени.

Пациентам, которым с целью исправления оси нижних конечностей показана корригирующая остеотомия большеберцовой кости, в дооперационном периоде осуществляют рентгенографию обеих голеней со смежными суставами в прямой и боковой проекциях. Дополнительно для точности расчета выполняют следующие рентгенограммы: таза в прямой проекции с захватом бедер до границы средней и нижней трети, одного бедра в прямой проекции со смежными суставами с центрацией на середину диафиза. Все рентгенограммы выполняют при одном положении источника излучения, чтобы проекционное увеличение на всех рентгенограммах было равным.

Расчет начинают с того, что определяют и наносят на рентгенограмму таза оси диафизов обеих бедренных костей. Определяют расстояние между точками, расположенными в месте пересечения нанесенных осей бедренных костей и верхним контурами большого вертела.

На рентгенограмме бедра во фронтальной проекции проводят линию, проходящую через щель коленного сустава. Находят точку, расположенную на этой линии в районе межмыщелкового возвышения большеберцовой кости, делящую пополам ширину кости в области мыщелков. Вторая точка – на месте пересечения этой линии с касательной, проведенной через наиболее выступающие кнутри участки внутренних мыщелков бедра и голени (рис. 2).

На рентгенограмме голени проводят линию через щель голеностопного сустава. Измеряют расстояние между точкой, где данная линия пересекает внутренний контур внутренней лодыжки и точкой, делящей на равные части ширину голеностопного сустава (рис. 3).

Рис. 1. Схема нанесения на рентгенограмму осей бедер и определение точек пересечения этих осей с верхним контуром большого вертела

Рис. 2. Схема определения ориентиров в области коленного сустава

Рис. 3. Схема определения ориентиров на рентгенограмме голеностопного сустава

По рентгенограммам бедра и голени со смежными суставами во фронтальной проекции определяют длину сегментов по осям бедренной и большеберцовой костей.

На рисунке 4 представлена схема для расчета угла наклона относительно сагиттальной плоскости оси бедренной кости.

Рис. 4. Схема для расчета отклонения оси бедренной кости во фронтальной плоскости

Для определения угла наклона осей бедренной и большеберцовой костей применяется правило прямоугольного треугольника. Для этого из расстояния |АО|, которое равняется ½ величины |ОВ|, отнимается величина |А 1 О 1 |, находим точку С. Получаем прямоугольный треугольник ОСО 1 , у которого известна величина катета |ОС| и гипотенузы |ОО 1 |. В этом случае синус угла ОО₁С определяется по формуле:

OB

1I - A 1 O 1

smOO^ =       --- (1).

1        _OO1

Величина угла определяется по таблицам Брадиса.

На рентгенограмме голени определяют расстояние на линии, проходящей через щель голеностопного сустава от точки пересечения этой линии с осью большеберцовой кости до точки пересечения с контуром внутренней лодыжки (рис. 5).

Рис. 5. Схема для определения отклонения оси большеберцовой плоскости

ОО1О2= 180 - ОО1С + С1О2О1

От величины |О 1 А 1 | отнимается расстояние |О 2 А 2 |. На линии |О 1 А 1 | находим точку С 1 . Получаем прямоугольный треугольник О₁О₂С₁, у которого известны гипотенуза О₁О₂ и катет О₁С₁. Находим синус угла С₁О₂О₁ как частное длин катета |О₁С₁| и гипотенузы |О₁О₂| по следующей формуле:

sinC O O

I A 1 O 1I - A 2 O 2I

O 1 O 2

По таблицам Брадиса определяем величину данного угла. В таком случае угол, который должны создавать оси бедренной и большеберцовой костей при условии, что в сагиттальной

плоскости находятся и наиболее выступающая кнутри точка в области коленного сустава, и наиболее выступающая кнутри точка в области внутренней лодыжки, можно определить по формуле:

ОО1О2= 180 - ОО1С + С1О2О1 (3).

ВЫВОДЫ

Как показали приведенные расчеты, в основном решение проблемы состоит в соотношении сторон прямоугольного треугольника СОО1, в котором величина угла СО1О зависит от двух его сторон, соответствующих ширине таза и длине бедра. Приведенный график (рис. 6) отражает влияние каждой из антропометрических переменных на величину необходимого для достижения искомой оси нижних конечностей угла между осями бедренной и большеберцовой костей.

Рис. 6. Зависимость величины угла бедро/голень при изменении значений одной из трех антропометрических переменных

Следовательно, при увеличении ширины таза величина искомого угла уменьшается, а при увеличении длины бедра увеличивается. Из приведенных графиков и уравнений линий трендов становится очевидным, что в практическом смысле наибольшее значение в расчетах имеет ширина таза, на втором месте стоит длина бедра, а длина голени практически не оказывает заметного влияния на величину угла коррекции.

Таким образом, математический смысл данных расчетов можно свести к вычислению коэффициента отношения длины бедра к ширине таза. Рассчитав коэффициенты для некоторой выборки пациентов, мы можем построить график и вывести уравнение линейной регрессии при R2=0,9913:

y = 4,3027x+169,25, где х – коэффициент отношения длины бедра к ширине таза.

По этому уравнению с допустимой погрешностью мы определяем искомый угол индивидуально для каждого пациента.

Рукопись поступила 05.01.03.