Ligamentum incognitum. Трехмерная модель тазобедренного сустава

 

6.10 Трехмерная модель тазобедренного сустава

Основываясь на теоретических умозаключениях, интраоперационных наблюдениях, патологоанатомических исследованиях, графических построениях и экспериментах на плоскостной модели выяснено, что СГБ способна ограничить приведение, латеральное и краниальное смещение ГБК в ТБС. Дабы уточнить полученные выводы, решено было их проверить на объемной модели ТБС. Изучение роли отдельного элемента сустава практически невозможно на живом объекте, а на трупе сопряжено со значительными юридическими трудностями. Вследствие чего нами применен метод моделирования. Благодаря сотрудничеству с ОКБ «Факел» (г. Калининград) и лично инженером И.С.Бескаравайным†, была создана трехмерная модель ТБС.

За основу взят широко распространенный однополюсной эндопротез ТБС конструкции Томпсона (Thompson) компании Richards, США, выполненный из нержавеющей стали (ASTM F 138). Данный эндопротез (Рис.37) поступил в Калининградскую областную больницу и по техническим причинам не был использован по своему прямому назначению. Длина ножки эндопротеза 108 мм, диаметр головки составил 54 мм.

Рис.37. Ярлык использованного эндопротеза.

В ножке выполнены два сквозных отверстия в поперечном направлении диаметром 5 мм. Из двух дуг (полуколец) с отверстиями, комплекта компрессионно-дистракционных аппаратов Г.А.Илизарова (ТУ 64–1–3673–82), посредством двух болтов М8 собрано опорное кольцо внешним диаметром 230 мм. К нему при помощи планок с отверстиями, кронштейна с резьбовым хвостовиком и болтов присоединена ножка эндопротеза. Она была закреплена в вертикальном положении приблизительно перпендикулярно плоскости опорного кольца с небольшим отклонением к его центру, при этом головка оказалась обращенной внутрь кольца. К верхней части ножки, под углом 45° к длинной ее оси, присоединена планка с отверстиями длиной 75 мм. Планка расположена в одной плоскости с ножкой и имела направление вверх и кнаружи от опорного кольца. Таким образом, кольцо играло роль основания модели, ножка и головка эндопротеза имитировали проксимальную часть бедренной кости, а расположенная под углом к ножке планка - большой вертел бедра. В целом собранная конструкция обозначена как модель проксимального отдела бедренной кости или бедренная часть модели (Рис.38). 

Рис.38. Бедренная часть модели тазобедренного сустава, 
внутри основания лежит элемент - аналог вертлужной губы (см. описание в тексте).

В соответствии с диаметром головки выполнена модель половины таза. Основным элементом ее стала модель ВВ. Она была изготовлена из нержавеющей стали методом резания, и представляла собой 1/2 часть толстостенной сферической оболочки с внешним диаметром 70 мм. В области вершины оболочки, с ней заодно, выточен цилиндрический стержень длиной 55 мм диаметром 15 мм. В стержне выполнены три поперечных сквозных отверстия диаметром 6 мм. Внутренний диаметр сферической оболочки (чаши) - 54 мм и имел допуск на скользящую посадку головки модели. Толщина стенок сферической оболочки модели ВВ, таким образом, составила 8 мм. В торце наружного края модели ВВ выполнено семь глухих отверстий с резьбой М3 на 12, 2, 4, 5, 7, 8 и 10 часах. Внутри сферической оболочки выбрано фасонное углубление, напоминающее по форме теннисную ракетку. Выточку образовали - расположенное в центре круглое углубление и канавка, простирающаяся до края чаши. Длинная ось канавки была ориентирована на 6 часов. Означенное углубление, по нашей мысли, имитировало ЯВВ и ВВВ. Диаметр центральной части фасонной выточки составил 30 мм, ширина канавки 10 мм, длина около 30 мм. Глубина фасонной выточки во всех участках 5 мм (Рис.39).

а)

 b) 
Рис.39. Тазовая часть модели тазобедренного сустава,
а) вид снаружи, b) вид сбоку (см. описание в тексте).

К цилиндрическому стержню модели ВВ, параллельно его оси, прикреплена болтами планка с отверстиями. Общая их длина составила приблизительно 100 мм. Под углом 60° к длинной оси стережня, посредством кронштейнов с резьбовыми хвостовиками, присоединена планка длиной 145 мм, так, что отверстие верхнего ее конца оказалось расположенным в плоскости наружного торца модели ВВ. Указанная планка имитировала крыло подвздошной кости. В целом описанная конструкция обозначена как модель тазовой кости (тазовая часть модели) (Рис.39).

В головке бедренной части модели выполнено сквозное отверстие диаметром 6 мм имеющее направление из центра медиального сектора к торцу воротника шейки (Рис.38). По нашей мысли, отверстие в центральной части медиального сектора головки должно было имитировать ЯГБК. В фасонной выточке тазовой части модели выполнено четыре сквозных отверстия расположенных на длинной ее оси. Первое отступя на 8 мм от центра фасонной выточки. Второе на границе круглого углубления (аналога ЯВВ) и канавки (аналога ВВВ). Третье сквозное отверстие в канавке, на расстоянии 25 мм от ее наружного края. Четвертое также в канавке, но на расстоянии 8 мм от наружного края (Рис.40). В качестве аналога СГБ использован крученый капроновый шнур. Одним концом он соединялся с моделью ВВ, будучи пропущенным, через одно из отверстий в ее фасонной выточке. Другой его конец, проведенный через отверстие в головке бедренной части модели, прикреплялся к ножке (Рис.38).

Важным моментом явилось определение длины капронового шнура от отверстия в выточке, до отверстия в медиальном секторе головки. Для этого после неподвижного закрепления аналога СГБ снаружи модели ВВ, свободный его конец водился в одно из ее отверстий, через которое он попадал в фасонную выточку. Затем проводился через отверстие в головке к воротнику ножки. При этом модель ВВ устанавливалась на головку бедренной части, а капроновый шнур постепенно вытягивался. Длина его части, расположенной в фасонной выточке, выбиралась таким образом, чтобы при полном соприкосновении трущихся поверхностей и максимальном наклоне тазовой части вниз (имитация приведения) отверстие в головке располагалось напротив верхнего края фасонной выточки, а шнур не ущемлялся. После определения должной длины, аналог СГБ натягивался и прикреплялся к ножке бедренной части.

 

Рис.40. Модель вертлужной впадины, в фасонном углублении которой выполнены сквозные отверстия, через одно из них пропущен капроновый шнур.

Нами поставлено несколько экспериментов, отличающихся локализацией точки фиксации капронового шнура к модели ВВ. Последовательно она менялась с центральной на более периферическую. Принцип определения длины аналога СГБ в фасонной выточке, оставался неизменным. Изменение точки проксимального крепления на модели было связано с необходимостью уточнения функции СГБ в различные возрастные периоды. Ибо ранее было уже отмечено, что с возрастом расположение проксимальной области крепления меняется, а именно, смещается к периферии вертлужного канала. Нам было важно также проследить, как изменяется функция СГБ при дислокации проксимальной ее точки фиксации. Поставлено две серии экспериментов.

Одним из условий первой серии экспериментов было полное соприкосновение поверхностей бедренной и тазовой частей модели. Последняя, будучи установленная на головке имела возможность свободного скольжения. Эксперименты сначала проводились с наиболее центральным прикреплением проксимального конца капронового шнура. Затем точка его фиксации, поэтапно, смещалась на периферию. Несмотря на изменение локализации области крепления, аналог СГБ всегда ограничивал наклон тазовой части модели вниз (имитация приведения). В крайнем положении явно ощущалось натяжение капронового шнура, который и являлся причиной, ограничивающей движение в этом направлении. При имитации отведения в модели ТБС, отклонению тазовой части вверх во фронтальной плоскости, препятствием было соприкосновение дистального конца аналога СГБ с нижним краем фасонной выточки, что явственно ощущалось руками. В тех случаях, когда область крепления капронового шнура к отверстию в головке, попадало в канавку фасонной выточки, объем отведения увеличивался. В этом случае отведение возрастало до момента натяжения шнура, и равнялось величине угла приведения. Движения в сагиттальной плоскости были практически не ограничены. Модель ВВ свободно вращалась как вперед, имитируя сгибание, так и назад, имитируя разгибание. Угол поворота в каждом из направлений проверялся до величины 360°, что в два раза больше нормального объема движений в ТБС в данной плоскости. В горизонтальной плоскости вращение модели ВВ ограничивалось размерами ее фасонной выточки. Контакт ее края с дистальным концом капронового шнура четко ощущался, препятствуя дальнейшему движению. Отмечено, что в зависимости от величины угла отведения – приведения изменялся и угол поворота в горизонтальной плоскости. Он был максимален в среднем положении модели ВВ во фронтальной плоскости и уменьшался почти до нуля в крайних ее положениях.

Кроме вращательных движений, определялась и величина возможных продольных смещений. Люфт модели ВВ наблюдался только лишь вдоль фронтальной оси. Он был тем больше, чем дальше от центра располагалась проксимальная точка крепления аналога СГБ, то есть чем длиннее была часть шнура, расположенная в фасонной выточке. Отмечено также, что величина продольного смещения частей модели находится в зависимости от угла отведения. Чем больше было отведение, тем больше была амплитуда люфта. При фиксации капронового шнура к самому периферическому отверстию фасонной выточки, головка полностью извлекалась из модели ВВ. В данном случае, возможно было сымитировать запирательный вывих. Подобия прочих видов вывихов, седалищного, подвздошного и лобкового достичь не удавалось ввиду недостаточной длины капронового шнура – аналога СГБ.

Анализируя результаты проведенных экспериментов, можно с уверенностью сказать, что СГБ выполняет функцию ограничения приведения. Она также участвует в ограничении отведения, но только в том случае, когда дистальная область прикрепления СГБ, движется вдоль длинной оси вертлужного канала. Вращению в других плоскостях СГБ практически не препятствует. Более того, супинация и пронация в ТБС могут привести к повреждению СГБ вследствие ее контакта с внутренним краем полулунной поверхности. Это значит, движения в горизонтальной плоскости, прежде всего, ограничиваются другими структурами - наружными связками, суставной сумкой и вертлужной губой. Продольное смещение ГБК кнаружи, то есть ее латерализация, тем больше, чем ближе к краю ВВ располагается проксимальная область крепления СГБ. Отмечено, что при максимальной длине СГБ, в случае ее прикрепления в области внутреннего отверстия вертлужного канала, даже возможен вывих ГБК, однако только в направлении запирательного отверстия. Это говорит о принципиальной возможности запирательного вывиха в ТБС без повреждения СГБ, при условии ее удлинения и периферического расположения проксимальной области крепления.

Наше внимание привлек и тот факт, что чем центральнее прикреплялся проксимальный конец СГБ, тем устойчивей оказывалось положение вертлужной части модели на головке. При соединении головки с центром фасонной выточки и максимальном приведении, состояние модели было наиболее стабильным. Части модели не размыкались, находясь в соприкосновении. Даже давление вниз на стержень вертлужной части не приводило к разобщению сочленяющихся поверхностей. Указанное наблюдение свидетельствует о присутствии у СГБ функции опоры для таза. Ввиду наличия функции опоры для таза, зависание его на СГБ может предопределять и функцию амортизации. На это указывал еще Н.И.Пирогов, сравнивая СГБ «…со стальной пружиной, на которой подвешен таз к головке» (Юрчак В.Ф., Евтушенко В.А., 1972). Однако следует отметить, что в основе СГБ лежат коллагеновые пучки, а этот белок имеет высокий модуль упругости, поэтому считать ее амортизатором не совсем правильно. Для цели подобного демпфирования больше бы подошла связка из эластина.

Смещение проксимальной области крепления аналога СГБ к краю фасонной выточки при отсутствии удержания вертлужной части рукой, приводило к состоянию, напоминающему подвывих. Вертлужная часть оказывалась висящей на капроновом шнуре, а контактные поверхности частей модели были частично разобщены. Этим нехитрым опытом однозначно доказывается наличие у СГБ соединительной функции.

Вторая серия экспериментов с трехмерной моделью ТБС была поставлена при увеличенной длине капронового шнура, соединяющего головку и модель ВВ. В этом случае часть аналога СГБ, расположенная в фасонной выточке, намеренно удлинялась. Концы же его по-прежнему надежно прикреплялись к бедренной и тазовой части модели. Несмотря на то, какую длину имел аналог СГБ, объем движений в модели оставался постоянным. Он был таковым до тех пор, пока головка и тазовая часть соприкасались между собой. Ограничивающим фактором оказывался контакт дистального конца капронового шнура с внутренними краями фасонной выточки. Угол вращательных движений в горизонтальной и фронтальной плоскости равнялся величине центрального угла фасонной выточки. При разобщении контактирующих поверхностей и допущении попадания между ними дистального конца аналога СГБ, амплитуда вращательных движений существенно увеличивалась. Она была тем больше, чем длиннее оказывался капроновый шнур. Тазовая часть уже не могла удерживаться на головке без постороннего вмешательства и спадала с нее, оставаясь висеть на аналоге СГБ. Удлиненный шнур позволял сымитировать все известные виды вывихов ТБС и значительно увеличивал продольный люфт.

««назад || СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ || вперед»»

                                                                     

Автор:

Архипов С.В. – С.В. Архипов-Балтийский является псевдонимом, который использовался до начала 2006 года с целью более точной дифференцировки на научном поле. 

Цитирование:

Архипов-Балтийский СВ. Ligamentum capitis femoris - ligamentum incognita. Калининград, 2004. [primo.nlr.ru , aleph.rsl.ru]

Ключевые слова

ligamentum capitis femoris, ligamentum teres, связка головки бедра, свойства, анатомия, эксперимент, гистология, синонимы

СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

Морфология и свойства