для обґрунтування малоінвазивних доступів при ендопротезуванні колінного суглоба нами вивчені варіантна анатомія, особливості біомеханіки і мобільності тканин колінного суглоба. Дослідження проведені на 30 трупах чоловіків і жінок у віці від 20 до 64 років різного типу статури. Виконано 144 вимірювання анатомічних об'єктів колінного суглоба при довжині шкірного розрізу 7 см, 9 см, 11 см, кутах згинання в суглобі 100 °, 160 ° і 180 °. Проведений статистичний аналіз дозволив створити математичну модель, сформувати алгоритм і розробити комп'ютерну програму для передопераційного визначення мінімально можливої ​​величини шкірного розрізу, анатомічних особливостей доступу під час ендопротезування колінного суглоба на підставі типу статури, розмірів надколінка, типу і передбачуваного розміру ендопротеза.

Анотація наукової статті за медичними технологіями, автор наукової роботи - Алабут А. А., Трясоруков А. І.


Anatomic substantiation and mathematical modeling of mini-invasive surgical approach to knee-joint

In order to substantiate mini-invasive surgical approaches at knee-joint arthroplasty, we have studied variant anatomy, properties of biomechanics and mobility of tissues of knee-joint. We have analyzed 30 dead bodies of males and females between 20 and 64 years old with different body-constitution's types. 144 measurements of anatomical objects on knee-joint were made through skin incisions of 7 cm, 9 cm, 11 cm lengths, at angles of knee-joint. exion of 100 °, 160 ° and 180 °. Static analysis has allowed creating a mathematical model, forming an algorithm and coming out with a computer program for preoperative de. ning of minimal possible skin incision's size and anatomic properties of surgical approach at knee-joint arthroplasty, depending on body-constitution's type, patella's size, type and supposed size of prosthesis.


Область наук:

  • Медичні технології

  • Рік видавництва: 2009


    Журнал: Кубанський науковий медичний вісник


    Наукова стаття на тему 'Анатомічне обгрунтування і математичне моделювання малоінвазивного доступу до колінного суглобу'

    Текст наукової роботи на тему «Анатомічне обгрунтування і математичне моделювання малоінвазивного доступу до колінного суглобу»

    ?УДК 616.37-002: 577.125 Кубанський науковий медичний вісник № 2 (107) 2009

    А. А. АЛАБУТ1, А. І. ТРЯСОРУКОВ2

    Анатомічне обгрунтування І МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ малоінвазивної ДОСТУПУ ДО колінного суглоба

    кафедра травматології та ортопедії Ростовського державного медичного університету, м Ростов-на-Дону, пров. Нахічеванський, 29. E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. 2Кафедра математики Російського державного торгово-економічного університету,

    м Ростов-на-Дону, вул. Тургенєвська, 49

    Для обґрунтування малоінвазивних доступів при ендопротезуванні колінного суглоба нами вивчені варіантна анатомія, особливості біомеханіки і мобільності тканин колінного суглоба. Дослідження проведені на 30 трупах чоловіків і жінок у віці від 20 до 64 років різного типу статури. Виконано 144 вимірювання анатомічних об'єктів колінного суглоба при довжині шкірного розрізу 7 см, 9 см, 11 см, кутах згинання в суглобі 100 °, 160 ° і 180 °. Проведений статистичний аналіз дозволив створити математичну модель, сформувати алгоритм і розробити комп'ютерну програму для передопераційного визначення мінімально можливої ​​величини шкірного розрізу, анатомічних особливостей доступу під час ендопротезування колінного суглоба на підставі типу статури, розмірів надколінка, типу і передбачуваного розміру ендопротеза.

    Ключові слова: математичне моделювання, малоінвазивний доступ, ендопротезування колінного суглоба.

    A. V. ALABUT1, A. I. TRASORUKOV

    ANATOMIC SUBSTANTIATION AND MATHEMATICAL MODELING OF MINI-INVASIVE SURGICAL APPROACH TO KNEE-JOINT

    1Department of traumatology and orthopedics of the Rostov state medical universities,

    Rostov-on-Don, the lane Nakhichevan, 29. E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. 2Chair of mathematics of the Russian state trade and economic university,

    Rostov-on-Don, street Tourgenevsky, 49

    In order to substantiate mini-invasive surgical approaches at knee-joint arthroplasty, we have studied variant anatomy, properties of biomechanics and mobility of tissues of knee-joint. We have analyzed 30 dead bodies of males and females between 20 and 64 years old with different body-constitution's types. 144 measurements of anatomical objects on knee-joint were made through skin incisions of 7 cm, 9 cm, 11 cm lengths, at angles of knee-joint flexion of 100 °, 160 ° and 180 °. Static analysis has allowed creating a mathematical model, forming an algorithm and coming out with a computer program for preoperative defining of minimal possible skin incision's size and anatomic properties of surgical approach at knee-joint arthroplasty, depending on body-constitution's type, patella's size, type and supposed size of prosthesis.

    Key words: mathematical modeling, mini-invasive surgical approaches, knee-joint arthroplasty.

    Вступ

    Розвиток математики привело до застосування математичного моделювання як у фізиці, механіці, так і в медичних дослідженнях. Створення математичної моделі дозволяє екстраполювати результати експериментальних досліджень в клінічну практику.

    Методика дослідження

    Нами вивчені варіантна анатомія, особливості біомеханіки і мобільності тканин колінного суглоба при різних положеннях кінцівки [1, 3] для виявлення показань і протипоказань, оптимізації передопераційного планування, хірургічних прийомів на всіх етапах міні-доступу до колінного суглобу та вдосконалення техніки малоінвазивного ендопротезування. Дослідження виконані на 30 трупах чоловіків і жінок у віці від 20 до 64 років різного типу статури, які померли від причин, не пов'язаних з травмами та захворюваннями області колінного суглоба. В ході анатомічного дослідження було необхідно:

    вивчити на трупах пошарове анатомію з урахуванням мобільності м'яких тканин на етапах хірургічного доступу до колінного суглобу при малоінвазивних ендопротезуванні;

    виявити взаємозв'язок розмірів операційної рани з антропометричними особливостями пацієнта, мобільністю м'яких тканин при різних кутах згинання в колінному суглобі;

    розробити алгоритм передопераційного планування величини шкірного розрізу при малоінвазивних ендопротезуванні колінного суглоба;

    створити математичну модель і програму, що дозволяє на підставі інтегральної оцінки антропометричних і анатомічних даних пацієнта, особливостей патологічних змін в області колінного суглоба, типу і розміру передбачуваного протеза здійснити передопераційне планування;

    виявити конструктивні недоліки існуючих ендопротезів для їх застосування в хірургії малих доступів.

    Розріз шкіри виконували по внутрішній поверхні колінного суглоба парапателлярно від верхнього полюса надколінка до горбистості великогомілкової кістки. Доступ здійснювався без розтину чотириголового м'яза стегна прямий і медіальної порції. У дистальній частині розрізу у tuberositas tibiae скальпелем з медіальної сторони здійснювався підхід до місця прикріплення власної зв'язки надколінника і tuberositas tibiae. Ретельно виділялася основна порція сухожилля. Це додаткове розсічення тканин необхідно в зв'язку з тим, що фасція гомілки і великогомілкова кістка в зоні tuberositas tibiae дуже щільно зростаються [4, 5].

    Після розтину порожнини суглоба виконували 144 різних вимірювання анатомічних об'єктів колінного суглоба при довжині шкірного розрізу 7 см, 9 см, 11 см, кутах згинання в суглобі 100 °, 160 ° і 180 ° [2].

    Отримані дані піддавалися статистичній обробці для побудови математичної моделі. За допомогою моделі на етапах передопераційної підготовки планувалося визначити величину шкірного розрізу, розтяжність шкіри і капсульно-зв'язкового апарату, положення надколінка і кут згинання в колінному суглобі, оптимальні для виконання різних етапів ендопротезування колінного суглоба.

    Математична обробка анатомічних даних включала:

    вибір антропометричних і технологічно значущих чинників для здійснення малоінвазивного доступу до колінного суглобу;

    створення моделей розрахунку максимального і безпечного розтягування кожного розрізу;

    створення моделей розрахунку розтягування власної зв'язки надколінника.

    Етапи дослідження полягали в наступному: визначення факторів, що впливають на однорідність вихідної вибірки;

    оцінка ступеня впливу статі і типу статури на статистичні характеристики параметрів надколінка;

    формування вихідних вибірок по фактору «Тип статури»;

    перевірка наявності мультіколлініарності між антропометричними факторами-аргументами з метою виключення з моделей автокоррелірующіх параметрів;

    визначення параметрів регресійної моделі розрахунку максимального розтягування кожного розрізу П10 для кожного типу статури при різних кутах згинання колінного суглоба.

    Визначення параметрів регресійної моделі розрахунку максимального безпечного розтягування кожного розрізу П10 для кожного типу статури від параметрів надколінка, довжини розрізу шкіри і кута згинання колінного суглоба.

    Визначення залежності відстані від нижнього полюса надколінка до горбистості великогомілкової кістки К (розтягування власної зв'язки надколінника) для кожного типу статури від параметрів надколінка Тн (товщина надколінка), Шн (ширина надколінка), Дн (довжина надколінка) і показників його положення Рн (горизонтальне переміщення в мм), Ун (кут повороту в градусах), Рз (довжини кожного розрізу), Ус (кута згинання колінного суглоба) при фіксованих положеннях, заданих у вихідній вибірці, т. е. пошук залежності виду:

    ^ Ус = ДТН, Шн, Дн, Рн, Ун, Рз);

    визначення параметрів залежності розтягування власної зв'язки надколінника До для кожного типу статури від параметрів надколінка Тн, Шн, Дн і показників його положення (горизонтальне переміщення Рн, кут повороту Ун в градусах), довжини розрізу Рз, кута згинання колінного суглоба Ус при проміжних положеннях, т . е. пошук залежності виду:

    R = ДТН, Шн, Дн, Рн, Ун, Рз, Ус). Результати дослідження та обговорення

    Було встановлено, що максимальна еластичність шкірного розрізу, що не призводить до пошкодження, спостерігається у осіб брахіморфного типу статури (таблиця). Розтяжність значно вище у осіб

    Показники розтяжності шкіри при парапателлярном доступі до колінному суглобу

    Тип статури Мінлива збільшення шкірного розрізу при розтягуванні, см

    Кут згинання в колінному суглобі 180 ° 160 ° 100 °

    При довжині шкірного розрізу 7,0 см

    Брахіморфний 1,1 1,1 1,1

    Доліхоморфний 1,25 1,25 1,25

    Мезоморфний 0,9 0,9 0,9

    При довжині шкірного розрізу 9,0 см

    Брахіморфний 1,75 1,77 1,83

    Доліхоморфний 1,45 1,45 2,12

    Мезоморфний 1,25 1,25 -

    При довжині шкірного розрізу 11,0 см

    Брахіморфний 1,95 1,9 1,6

    Доліхоморфний 1,3 1,3 1,3

    Мезоморфний 1,25 1,25 1,25

    Кубанський науковий медичний вісник № 2 (107) 2009

    Кубанський науковий медичний вісник № 2 (107) 2009

    молодого віку (від 18 до 43 років) за рахунок еластичності. А також у осіб старше 79 років за рахунок дегенерації тканин, але в більшості випадків призводить до пошкодження шкіри. Відмінностей розтяжності шкіри у чоловіків і у жінок не виявлено.

    Огляд порожнини колінного суглоба залежить від виразності жирового тіла, товщини надколінка, ступеня пателлофеморального артрозу.

    Зміщуваність і розтяжність власної зв'язки надколінника значно нижче в порівнянні з шкірою, однак вони збільшуються при повороті надколінка на кут 45 ° і 90 ° і становить відповідно від 1,1 до 2,2 см. Максимальний розворот надколінка при доступі не перевищує 90 ° -100 °. При спробі розгорнути надколінок на більший кут відбувається її відрив від надколінка або горбистості великогомілкової кістки.

    Розтяжність і смещаемость надколінка також залежать від кута згинання в колінному суглобі. При зміні кута від 100 ° до 160 ° розтяжність власної зв'язки надколінника збільшується в середньому на

    0,3 см. А при згинанні від 160 ° до 180 ° максимально збільшуються навантаження на власну зв'язку надколінка і її довжина.

    Величина кожного розрізу пропорційно залежить від розмірів виростка стегнової кістки, а також розмірів стегнового і великогомілкової компонентів ендопротеза. На першому етапі математичного моделювання визначали чинники, що впливають на однорідність вихідної вибірки.

    Оцінка впливу статі на статистичні характеристики параметрів надколінка

    Щоб оцінити вплив кожного з параметрів, формулювали дві статистичні гіпотези:

    Н0 - параметр «стать» впливає на характеристики надколінка, т. Е. Вихідна вибірка складається з двох частин, узятих з різних генеральних сукупностей;

    Н1 - параметр «стать» не впливає на характеристики надколінка, т. Е. Вихідна вибірка складається з двох частин, узятих з однієї генеральної сукупності.

    У загальній вибірці визначали математичне очікування, середньоквадратичне відхилення і коефіцієнт варіації для кожного параметра надколінка.

    Було встановлено, що досить значна величина коефіцієнта варіації по товщині Тн (= 11,9%) у порівнянні з цим же показником по Дн (= 4,42%) і Шн (= 4,58%). Це означає, що можлива неоднорідність вибірки для Тн. Потім розраховували ці ж показники для двох вибірок зі значеннями, розділеними за статевою ознакою. Зіставляли статистичні параметри різних вибірок за ознакою статі. Було встановлено, що для всіх параметрів надколінка 1р<1таб. Це означає, що розбиття загальної вибірки, а значить, і вибір окремої методики за ознакою статі при визначенні параметрів регресійної залежності відстані від нижнього полюса надколінка до горбистості великогомілкової кістки До від фізіологічних параметрів проводити не треба.

    Оцінка впливу типу статури на статистичні характеристики параметрів надколінка

    Аналогічне дослідження було виконано за ознакою «тип статури». Статистичні параметри різних вибірок порівнювали за ознакою типу статури. За результатами розрахунків розбиття вихідної вибірки за ознакою «тип статури" не значимо

    для параметра надколінка Довжина Дн. І значимо для параметрів надколінка Ширина Шн, Товщина Тн.

    Таким чином, при визначенні параметрів регресійної залежності відстані від нижнього полюса надколінка до горбистості великогомілкової кістки До від фізіологічних параметрів надколінка розбиття вихідної вибірки за ознакою «тип статури» виробляти треба.

    На закінчення виконували розрахунок індексів, що показують зміну статистичних параметрів, отриманих з вибірок за фіксованими значеннями ознаки «тип статури», в порівнянні з повними вихідними вибірками для кожного. Встановлено, що середні значення за вибірками варіюють щодо середнього значення загальної вибірки в межах 10%. А коефіцієнт варіації варіює в значно більшому діапазоні, що і підтверджує ще раз висновок про значущість впливу ознаки «тип статури» на однорідність вихідної вибірки.

    Перевірка наявності мультіколлініарності між антропометричними факторами

    Так як статистичні характеристики довжини, ширини і товщини надколінка різні, постає питання про наявність між ними можливої ​​залежності, або автокореляції. Щоб відповісти на це питання, для загальної вибірки і для кожної вибірки за ознакою статі розраховані коефіцієнти кореляції.

    Результати показали:

    - у вибірці жіночої статі істотних зв'язків між параметрами надколінка немає;

    - для вибірки чоловічої статі є суттєвий зв'язок між довжиною Дн і шириною Шн надколінка. Автокорреляция з Тн надколінка менш значима;

    - в загальній вибірці слабо виражений зв'язок тільки між довжиною Дн і шириною Шн надколінка, залежності між Дн і Тн, а також Шн і Тн можна вважати несуттєвими.

    Результати розрахунку коефіцієнтів автокореляції між параметрами надколінка для різних вибірок за ознакою «тип статури» показали, що у вибірці брахіморфного типу статури Б є автокореляційна зв'язок між параметрами надколінка. На підставі розрахунків можна зробити наступні висновки.

    Так як ознака «стать» слабо впливає на показник однорідності вибірки, відомості про автокореляційних зв'язках, отримані для вибірок, сформованих за цією ознакою, також мало впливають на залежності інших показників від параметрів надколінка. Це означає, що всі три параметри надколінка можна включати в регресійну залежність, яка визначається за даними вихідної загальної вибірки, незалежно.

    Ознака «тип статури» є суттєво впливає параметром. Тому для вибірок за типами статури все три параметра можна включати в регресійну залежність, яка визначається за даними відповідних вибірок, незалежно.

    Розрахунки параметрів регресійних залежностей

    Для вибору факторів, які найбільше впливають на фактор-функцію - розтягнення шкірного розрізу (П10) або розтягнення власної зв'язки надколінника (К) -воспользуемся покроковим методом регресійного аналізу.

    Результати дослідження для мезоморфного типу статури

    1. На першому етапі розрахуємо парні коефіцієнти кореляції. На підставі їх значень введемо в множинну регресійну залежність тільки ті фактори, які мало впливають на результат, т. Е. Мають досить великий коефіцієнт парної кореляції.

    2. Визначимо параметри залежності максимального розтягування розрізу П10 для кожного типу статури при різних кутах положення суглоба.

    Розрахуємо парні коефіцієнти кореляції для Рз, Тн, Шн, Дн. За ступенем впливу на результуючий показник все аргументи включаються в формулу. Результати отримані для мезоморфного типу статури М:

    кут положення суглоба 180 °: вид залежності: П10 = 0,985 Рз + 0,51 Тн +1,11 Шн + 0,15 Дн - 5,926, коефіцієнт кореляції К (достовірності апроксимації) = 0,996, кут положення суглоба 160 °: вид залежності: П10 = 0,986 Рз + 0,559 Тн +0,89 Шн + 0,3385 Дн - 5,826, коефіцієнт кореляції К (достовірності апроксимації) = 0,9959.

    кут положення суглоба 100 °: вид залежності: П10 = 0,949 Рз + 0,22 Тн +1,89 Шн + 1,241 Дн - 14,1227, коефіцієнт кореляції К (достовірності апроксимації) = 0,9963.

    3. Визначимо параметри залежності максимального розтягування розрізу П10 для кожного типу статури від параметрів надколінка, ширини розрізу і кута положення суглоба.

    Результати отримані для мезоморфного типу статури М:

    вид залежності: П10 = 0,000025Ус + 0,9923 Рз + 0,5082 Тн + 0,9035 Шн + 0,2725 Дн - 5,566, коефіцієнт кореляції К (достовірності апроксимації) = 0,9958.

    4. Визначимо параметри залежності відстані від нижнього полюса надколінка до горбистості великогомілкової кістки До для кожного типу статури від параметрів надколінка Тн, Шн, Дн і показників його положення (горизонтальне переміщення Рн, кут повороту Ун в градусах, ширина розрізу Рз, кут положення суглоба Ус , т. е. пошук залежності виду:

    R = ((Т н, Шн, Дн, Рн, Ун, Рз, Ус).

    Для кожного типу статури була сформована вихідна вибірка даних. В результаті розрахунків була отримана достатньо достовірна аналітична регрессионная залежність. Вид залежності: К = -0,001385Ус + 0,0103Ун + 0,951Рн + 0,1726 Рз + 0,7712 Тн +1,7949 Шн + 0,0,8902 Дн + 0,2281, коефіцієнт кореляції (достовірності апроксимації) = 0,7824. Максимальне відхилення значень К, розрахованих по аналітичної залежності, від фактичних значень становить 11%, середнє відхилення 3,5%.

    Результати дослідження для брахіморфного типу статури Згідно з методикою для брахіморфного типу статури Б був виконаний розрахунок параметрів залежності максимального розтягування розрізу П10 при різних кутах положення суглоба. Результати розрахунку представляють види залежностей для брахіморфного типу статури Б:

    кут положення суглоба 180 °: вид залежності: П10 = 1,111 Рз + 0,883 Тн +1,507 Шн + 0,829 Дн - 1,644,

    коефіцієнт кореляції К (достовірності апроксимації) = 0,979,

    кут положення суглоба 160 °: вид залежності: П10 = 0,197 Рз - 0,988 Тн +1,107 Шн - 0,583 Дн - 1,473, коефіцієнт кореляції К (достовірності апроксимації) = 0,977,

    кут положення суглоба 100 °: вид залежності: П10 = 1,299 Рз - 0,96 Тн - 0,898 Шн + 1,103 Дн - 0,38, коефіцієнт кореляції К (достовірності апроксимації) = 0,986.

    Визначення параметрів залежності максимального розтягування розрізу П10 від параметрів надколінка, ширини розрізу і кута положення суглоба виконано за вибіркою, що включає дослідження для всіх положень колінного суглоба. Результати отримані для типу брахіморфного статури у вигляді такої залежності:

    П10 = -0,00036Ус + 1,211 Рз - 1,022 Тн +0,699 Шн -0,1433 Дн - 1,534, коефіцієнт кореляції К (достовірності апроксимації) = 0,977.

    Визначення параметрів залежності відстані від нижнього полюса надколінка до горбистості великогомілкової кістки До від параметрів надколінка Тн, Шн, Дн і показників його положення (горизонтальне переміщення Рн, кут повороту Ун в градусах), ширини розрізу Рз, кута положення суглоба Ус, т. Е. пошук залежності виду: К = ДТН, Шн, Дн, Рн, Ун, Рз, Ус).

    Для брахіморфного типу статури вид отриманої регресійної залежності наведено нижче:

    К = -0,00228Ус + 0,0116Ун + 0,072Рн - 0,1495 Рз

    - 0,232 Тн + 0,2298 Шн + 1,1696 Дн + 0,4631, коефіцієнт кореляції К (достовірності апроксимації) = 0,757. Максимальне відхилення значень К, розрахованих по аналітичної залежності, від фактичних значень становить 15%, середнє відхилення --3,5%.

    Результати дослідження для доліхоморфного типу статури Д

    Згідно з методикою був виконаний розрахунок параметрів залежності максимального розтягування розрізу П10 для типу доліхоморфного статури Д при різних кутах положення суглоба. Отримані наступні залежності для доліхоморфного типу статури Д:

    кут положення суглоба 180 °: вид залежності: П10 = 1,091 Рз + 0,977 Тн + 0,952 Шн + 0,679Дн - 8,602, коефіцієнт кореляції К (достовірності апроксимації) = 0,998,

    кут положення суглоба 160 °: вид залежності: П10 = 1,091 Рз + 0,977 Тн + 0,952 Шн + 0,679Дн - 8,602, коефіцієнт кореляції К (достовірності апроксимації) = 0,998,

    кут положення суглоба 100 °: вид залежності: П10 = 1,116 Рз + 1,116 Тн + 1,213 Шн + 0,942 Дн - 11,48, коефіцієнт кореляції К (достовірності апроксимації) = 0,995.

    Визначення параметрів залежності максимального розтягування розрізу П10 для доліхоморфного типу статури від параметрів надколінка, ширини розрізу і кута положення суглоба. Результати отримані для доліхоморфного типу статури Д: вид залежності: П10 = -0,00047Ус + 1,11 Рз + 1,1512 Тн + 1,117 Шн + 0,887 Дн + 10,7014, коефіцієнт кореляції К (достовірності апроксимації) = 0,997.

    Кубанський науковий медичний вісник № 2 (107) 2009

    Кубанський науковий медичний вісник № 2 (107) 2009

    Визначення параметрів залежності відстані від нижнього полюса надколінка до горбистості великогомілкової кістки R для типу статури Д від параметрів надколінка Тн, Шн, Дн і показників його положення (горизонтальне переміщення Рн, кут повороту надколінка Ун в градусах), ширини розрізу Рз, кута положення суглоба Ус , т. е. пошук залежності виду: R = j (Тн, Шн, Дн, Рн, Ун, Рз, Ус)

    Були визначені параметри залежностей за вибірками для зафіксованих кутів згинання колінного суглоба Ус, а потім параметри залежності при мінливому Ус.

    Параметри залежності по вибірці при Ус = 180. Вид залежності:

    К = 0,01725Ун + 0,1527Рн + 0,1085 Рз - 0,0686 Тн +0,474 Шн + 0,0653 Дн +1,0088, коефіцієнт кореляції К (достовірності апроксимації) = 0,831.

    Параметри залежності по вибірці при Ус = 160. Вид залежності:

    К = 0,01756Ун + 0,1258Рн + 0,0259 Рз - 0,6183 Тн +0,4341 Шн - 0,4563 Дн + 5,3993, коефіцієнт кореляції К (достовірності апроксимації) = 0,875.

    Параметри залежності по вибірці при Ус = 100. Вид залежності:

    К = 0,01639Ун + 0,0388Рн + 0,0063Рз - 0,5593 Тн +0,8056 Шн - 0,2528 Дн + 2,98, коефіцієнт кореляції К (достовірності апроксимації) = 0,802.

    Далі була отримана достатньо достовірна аналітична регрессионная залежність для показника До при мінливому Ус. Вид залежності:

    К = -0,001351Ус + 0,01625Ун + 0,968Рн + 0,0533 Рз -0,3574 Тн + 0,603 Шн - 0,1554 Дн + 2,809, коефіцієнт кореляції К (достовірності апроксимації) = 0,7741. Максимальне відхилення значень К, розрахованих по залежності, - 13%, середнє відхилення - 4,1%.

    Таким чином, на етапах передопераційного планування одним з основних анатомічних об'єктів, що впливають на величину шкірного розрізу і доступ до колінного суглобу, є надколінок. На підставі статистичного аналізу встановлено, що стать пацієнта не впливає на параметри надколінка (довжина, ширина, висота), а значить, не впливає на величину шкірного розрізу під час операції.

    У групі пацієнтів чоловічої статі має місце пряма залежність між усіма параметрами надколінка. Чим більше довжина, тим більше ширина і товщина надколінка.

    Тип статури є визначальним для параметрів надколінка. У осіб брахіморфного типу статури визначаються найбільші розміри надколінка. У осіб мезоморфного типу статури довжина, ширина, товщина надколінка менше в порівнянні з брахіморфамі і більше в порівнянні з доліхоморфамі. Особи доліхоморфного типу статури мають найменші параметри надколінка.

    Максимальне збільшення шкірного розрізу на підставі анатомічних і статистичних досліджень може бути представлено у вигляді формули П10 = 1 (Ус, Рз, Тн, Шн, Дн). Змінними значеннями залежності є параметри надколінка (довжина, товщина, ширина), тип статури, величина шкірного

    розрізу, кут згинання в колінному суглобі. На підставі формули в передопераційному періоді можливо спланувати необхідну величину шкірного розрізу в залежності від розтяжності тканин і розміру ендопротеза.

    Розтяжність власної зв'язки надколінника на етапах хірургічного доступу може бути представлена ​​у вигляді формули К = ДТН, Шн, Дн, Рн, Ун, Рз, Ус). Ставлячи кут згинання колінного суглоба, кут повороту надколінка, а також величину його відведення, можна визначити максимальну еластичність власної зв'язки надколінника на всіх етапах ендопротезування колінного суглоба.

    Виконаний статистичний аналіз дозволив сформувати алгоритм і створити комп'ютерну програму для передопераційного визначення мінімально можливої ​​величини шкірного розрізу, анатомічних особливостей доступу під час ендопротезування колінного суглоба на підставі типу статури, розмірів надколінка, типу і передбачуваного розміру ендопротеза.

    Список скорочень:

    К - максимальне розтягнення власної зв'язки надколінника,

    Тн - товщина надколінка,

    Шн - ширина надколінка,

    Дн - довжина надколінка,

    Рн - розтягнення власної зв'язки надколінника при максимальному відведенні надколінка горизонтально латерально і при повороті надколінка на кут 45 °,

    Ун - кут повороту надколінка,

    Рз - довжина кожного розрізу,

    Ус - кут згинання в колінному суглобі,

    П10 - максимальне розтягнення шкірного розрізу,

    Б - брахіморфний тип статури,

    М - мезоморфних тип статури,

    Д - доліхоморфний тип статури.

    ЛІТЕРАТУРА

    1. Сікілінда В. Д., Алабут А. В. Малі доступи при ендопротезуванні колінного суглоба // Травматологія і ортопедія Росії. - 2006. - № 2. - С. 269-270.

    2. Сікілінда В. Д., Алабут А. В., Трясоруков А. І. Анатомобіомеханіческіе особливості малоінвазивного ендопротезування великих суглобів // Якість життя пацієнта як основний критерій ефективності медичної допомоги. - Ростов-на-Дону, 2006. - С. 10-13.

    3. Сікілінда В. Д., Алабут А. В., Чесники С. Г. Особливості хірургічних доступів при малоінвазивних ендопротезуванні колінного суглоба // Оптимізація лікування та реабілітації хворих. - Ростов-на-Дону, 2005. - Випуск 11. - С. 19-21.

    4. Сікілінда В. Д., Хоффман Л., Алабут А. В. малоінвазивної ендопротезування колінного суглоба // V Конгрес товариств і асоціацій Півдня Росії. - Ростов-на-Дону, 2006. -С. 12-13.

    5. Сікілінда В. Д., Чесники С. Г., Алабут А. В. Перспективи малоінвазивного ендопротезування колінного суглоба // Травматологія і ортопедія 21 століття: 8 з'їзд ортопедів-травматологів Росії. - Самара, 2006. - С. 619-620.

    надійшла 18.01.2009


    Ключові слова: МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ /малоінвазивної ДОСТУП /Ендопротезування колінного суглоба /MATHEMATICAL MODELING /MINI-INVASIVE SURGICAL APPROACHES /KNEE-JOINT ARTHROPLASTY

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити