Приемная гильза является наиболее важным индивидуальным модулем протеза голени или бедра. В составе протеза приемная гильза соединяет усеченную конечность с механическими модулями и воспринимает основные статические и динамические нагрузки в системе «человек-протез». В число основных функций приемной гильзы входят: размещение культи, сопряжение и удержание протеза на усеченной конечности, опоры, передача движений и управляемость протезом при ходьбе. При эксплуатации протеза приемная гильза обеспечивает дозированные нагрузки на ткани культи, компенсацию ударных нагрузок при минимизации поршневых движений культи в приемной полости гильзы и не препятствовать нормальному кровообращению в усеченной конечности.
Приемные гильзы голени и бедра типовых конструкций не всегда выполняют эти функции в полном объеме. Недостатки типовых конструкций приемных гильз в наибольшей степени проявляются при сложном и атипичном протезировании нижних конечностей. Устранение недостатков может быть достигнуто, прежде всего, путем совершенствования их конструкций.
При конструировании приемных гильз должны быть учтены анатомические, физиологические, антропометрические и биомеханические аспекты. В частности, прежде всего, следует обратить внимание на определенное своеобразие строения нижних конечностей человека.
При сравнении в норме фронтального и сагиттального поперечников голени и бедра первый оказывается чаще всего меньше второго. Эта особенность определяет такое построение приемной гильзы для культи голени или бедра, при котором в любом горизонтальном сечении фронтальный поперечник был бы меньше сагиттального. Практика протезирования показывает, что при первичном протезировании поперечники сохранившейся конечности и культи чаще всего не расходятся с нормой. При повторном протезировании наблюдается более пестрая картина: встречаются случаи, когда фронтальный поперечник больше сагиттального. В числе причин, объясняющих такие изменения, могут быть ошибки предшествующего протезирования. Поэтому с учетом указанных выше особенностей строения нижних конечностей при протезировании бедра находят применение два типа формы приемных гильз: продольно-овальная (поперечник соответствует норме) и поперечно-овальная (фронтальный поперечник больше сагиттального).
Эффективность протезирования после усечения конечности наряду со многими другими факторами в первую очередь зависит от уровня ампутации. Степень механической сопряженности (слитности) в системе «культя-протез», прежде всего, зависит от длины культи. Короткие и чрезмерно короткие культи, длина которых равна или меньше её поперечного сечения, не обеспечивают достаточной слитности. Чем короче культя, тем меньше рычаг, необходимый для управления протезом, тем хуже фиксация протеза, сложнее сохранение равновесия системы. В частности, установлено, что при коротких и чрезмерно коротких культях голени на диаграмме угловых перемещений в коленном суставе на стороне ампутации исчезает волна предварительного амортизационного сгибания в начале фазы опоры: ходьба становится толчкообразной, подобной ходьбе на протезе бедра, не амортизируется передний толчок шага, относительно увеличивается экскурсия общего центра тяжести тела пациента в вертикальной плоскости. Это делает ходьбу утомительной, более энергоемкой. Таким образом, повышение эффективности протезирования при коротких культях голени и бедра может быть достигнуто путем улучшения сопряженности в системе «культя-протез». Улучшить сопряженность можно, совершенствуя конструкции приемных гильз.
В протезах голени наибольшее применение находят следующие типы современных конструкций приемных гильз, в которых в той или иной мере решается проблема сопряженности.
- Протезы голени с жесткой приемной гильзой и гильзой на бедро. В этих конструкциях приемная гильза голени изготавливается по слепку из полимерных материалов. Верхний край гильзы, как правило, находится на уровне собственной связки надколенника. На бедро устанавливается дополнительная, обычно кожаная гильза со шнуровкой.
- Протезы голени с полноконтактной приемной гильзой, так называемой «с глубокой посадкой», без гильзы на бедро. Полноконтактная приемная гильза с глубокой посадкой представляет конструкцию, которая обеспечивает равномерный контакт внутренней поверхности культеприемника со всей поверхностью культи и областью коленного сустава (мыщелков бедра и надколенника) как в фазе опоры, так и в фазе переноса усеченной конечности при ходьбе на протезе. Полноконтактная гильза обеспечивает относительно равномерное распределение давления по всей поверхности культи, что оказывает благоприятное влияние на состояние артериального и венозного кровотока. Данная конструкция позволяет минимизировать амплитуду поршнеобразных движений культи без использования дополнительного крепления.
В зависимости от степени охвата коленного сустава верхним краем приемной гильзы различают следующие разновидности приемных гильз с глубокой посадкой:
- Приемная гильза с глубокой посадкой типа PTS (Prothese-Tibiale-Supracondylienne) В этой гильзе верхний край плотно охватывает коленный сустав. Мыщелки бедра полностью погружены в гильзу так, что передний край располагается над верхним полюсом надколенника, создавая пелот в области сухожилия четырехглавой мышцы бедра. Конструкция PTS позволяет глубоко погрузить культю в гильзу. За счет захвата надколенника протез надёжно фиксируется на культе, что позволяет обходиться без дополнительного крепления. Конструкция назначается преимущественно при коротких культях голени. На рисунке 1 показана схема приемной гильзы с глубокой посадкой типа PTS .
Рис.1. Схема протеза голени и приемной гильзы с глубокой посадкой
типа PTS (Prothese-Tibiale-Supracondylienne)
- Приемная гильза с глубокой посадкой типа PTB (Patellar-Tendon-Bearing). Конструктивной особенностью этой гильзы является то, что с боковых поверхностей верхний край гильзы частично охватывает мыщелки бедренной кости, а по передней поверхности достигает уровня собственной связки надколенника, где формируется пелот. Протезы с гильзами РТВ назначаются при протезировании культей голени преимущественно в нижней трети. На рисунке 2 показана схема приемной гильзы с глубокой посадкой типа PTB.
Рис.2. Схема приемной гильзы с глубокой посадкой типа PTB
(Patellar-Tendon-Bearing). Стрелками показаны места
максимальных нагрузок на культю в гильзе
- Приемная гильза с глубокой посадкой типа KBM (Kondylen-Bettung-Münster).
Отличается от РТВ тем, что боковые поверхности верхнего края гильзы полностью охватывают мыщелки бедра, что позволяет более глубоко погрузить культю в гильзу и, следовательно, более надежно фиксировать её. Передний край гильзы доходит до нижнего полюса надколенника. Протезы с гильзами КВМ назначаются при протезировании культей голени в нижней трети, средней трети и верхней трети (с наколенником). На рисунке 3 показаны вид протеза голени и схема приемной гильзы с глубокой посадкой типа KBM (Kondylen-Bettung-Münster)
Рис.3. Вид протеза голени и схема приемной гильзы с глубокой посадкой
типа KBM (Kondylen-Bettung-Münster)
- Приемная гильза с глубокой посадкой типа PTK (Prothese Tibiale Kegel) верхним краем гильза полностью охватывает мыщелки бедренной кости, а фронтально-проксимальный вырез освобождает сухожилие четырехглавой мышцы бедра от нагрузки. На рисунке 4 показаны схемы протеза голени и полноконтактной приемной гильзы РТК (Prothese Tibiale Kegel).
Рис. 4. Схемы протеза голени и приемной гильзы с глубокой посадкой типа PTK (Prothese Tibiale Kegel)
- Приемная гильза полноконтактная TSB (Total Surface Bearing) имеет преимущества по сравнению с конструкциями гильз PTB, KBM, PTS, выражающиеся в распределении нагрузки по всей поверхности культи с уменьшением концентрации давления на отдельные участки. В результате полного контакта с усеченной конечностью улучшается циркуляция крови, улучшается сопряженность в системе «культя – протез». Проксимальный отдел гильзы типа TSB конструктивно выполняется аналогично проксимальному отделу гильзы типа РТВ без пелота в проекции собственной связки надколенника. Приемные гильзы данного типа изготавливают только при использовании силиконовых чехлов при различных уровнях ампутации голени, при ручном моделировании гипсового слепка или под давлением с использованием специальной воздушной камеры. На рисунке 5 показана схема полноконтактной приемной гильзы TSB.
Рис.5. Схема полноконтактной приемной гильзы TSB (Total Surface
Bearing). Нагрузка равномерно распределена по всей поверхности культи
Конструктивные особенности приемной гильзы протеза голени по Пирогову показаны на рисунке 6. Полноконтактные гильзы для культи голени по Пирогову или Сайму должны обеспечивать размещение булавовидной культи и фиксацию протеза непосредственно на усеченном сегменте. Конструкция культеприемника представляет собой совмещенную приемную гильзу, состоящую из вкладного элемента из эластичного пенополиэтилена (педилина) и несущей гильзы из полимерного композиционного материала (ПКМ) или термопласта. Вкладная гильза изготавливается из эластичного пеноматериала. Для придания цилиндрической формы вкладной гильзы проводят выравнивание её наружной поверхности путем нанесения дополнительного слоя эластичного материала. Это позволяет изготавливать несущую гильзу традиционной формы, позволяющей беспрепятственное надевание и снятие протеза с культи. Внешняя форма вкладной гильзы трансформируется из булавовидной в цилиндрическую путем стачивания утолщенных стенок, дистальная часть также подклеивается эластичными пеноматериалами с формированием опорного элемента. При выраженной булавовидности культи вкладную гильзу рассекают продольно по внутренней или наружной поверхности на протяжении участка, препятствующего прохождению утолщения. При незначительной булавовидности дистальной части культи могут быть использованы беззамковые эластичные полимерные чехлы (в том числе силиконовые).
Протез крепится непосредственно на культе за счет булавовидной формы дистальной части и использования эластичной вкладной гильзы при высокой опороспособности на подошвенную кожу, расположенную на торцевой части культи.
А – смягчающая вкладная гильза из эластичного пеноматериала
(1 – слой эластичного пеноматериала, выравнивающий наружную
поверхность вкладной гильзы);
Б – совмещенная приемная гильза протеза голени по Пирогову в сборе
(2 – несущая гильза из термопласта или композиционного
полимерного материала)
Рис.6. Схема приемной гильзы протеза голени по Пирогову
Учитывая способность культи голени по Пирогову или Сайму нести значительную осевую нагрузку (до 60 - 70% массы тела), показано изготовление протеза с укороченной приемной гильзой, позволяющей разгрузить проксимальные отделы усеченной конечности. Величина укорочения сегмента и конечности определяет выбор конструкции низкопрофильной стопы.
Конструктивное исполнение проксимального отдела несущей гильзы бедра может быть выполнено в виде традиционной поперечно-овальной формы посадочного кольца с основной нагрузкой на седалищный бугор или продольно-овальной формы.
Конструктивное исполнение приемных гильз бедра поперечно-овальной формы посадочного кольца имеет следующие особенности. При снятии гипсового слепка моделируют площадку для седалищного бугра с горизонтальной поверхностью и плавными отвалами по медиальному и переднему краям посадочного кольца. На передней стенке формируют пелот напротив площадки для седалищного бугра. Медиальный край гильзы выполняют на 1-2 см ниже площадки для седалищного бугра, а передний край формируют выше площадки на 3-4 см. Верхний край латеральной стенки проходит на 5-8 см выше площадки седалищного бугра. В основном поперечно-овальная форма посадочного кольца имеет увеличенный поперечный размер в сравнении с продольным размером, а изменение этой формы зависит от степени развития мускулатуры культи, длины усеченного сегмента, наличия контрактур тазобедренного сустава, атрофии мягких тканей. Схема и внешний вид посадочного кольца приемной гильзы протеза бедра поперечно-овальной формы (вид сверху) показаны на рисунке 7. Поперечно-овальная форма посадочного кольца используется при типовом протезировании, а также в случаях сложного протезирования, когда возникает необходимость перенесения основной нагрузки на седалищный бугор.
1- посадочное кольцо имеет четырехстороннюю форму
2- выражен передний пелот напротив седалищной площадки
Рис.7. Схема и внешний вид посадочного кольца приемной гильзы
протеза бедра поперечно-овальной формы (вид сверху)
Конструктивное исполнение приемных гильз бедра продольно-овальной формы имеет ряд отличий и преимуществ от приемных гильз бедра поперечно-овальной формы:
- имеется наиболее точное соответствие анатомической форме усеченного сегмента;
- седалищный бугор погружен в приемную гильзу либо с охватом седалищного бугра с задне-медиальной поверхности, либо без охвата седалищного бугра (тем самым создаются преимущества при болезненности нагрузки на седалищный бугор, дефектах покровов ягодичной области и седалищного бугра);
- создается глубокая посадка культи (преимущество для короткой культи бедра), способствующая увеличению функциональной длины культи и улучшению управляемости протезом;
- создается продольно-овальное сужение на всём протяжении полости приемной гильзы;
- создается поддерживающий упор латеральной стенки приемной гильзы с приведением культи в медиальную сторону;
- проксимальный край латеральной стенки гильзы охватывает надвертельную область, что улучшает фиксацию культи в гильзе и управляемость протезом;
- отсутствие «карманов» как косметического недостатка;
- создается расширенный передний отдел с яйцевидной формой посадочного кольца;
- создаются условия для снятия давления в области сосудисто-нервного пучка по переднемедиальной поверхности (отсутствует пелот). Это является функциональным преимуществом приемной гильзы для пациентов, страдающих облитерирующими заболеваниями сосудов, сахарным диабетом, а также пациентов с рубцово-измененными покровами пахово-промежностной складки;
- обеспечивается снижение нагрузки на седалищный бугор с более равномерным давлением на ткани культи;
- осевая линия нагрузки в приемной гильзе сближается или совпадает с осью линии построения протеза, что снижает влияние ротационных сил при ходьбе пациента на протезе;
- улучшаются косметические и эстетические свойства приемной гильзы при ходьбе и сидении пациента в протезе;
- создаются условия для более равномерного уменьшения объемных параметров усеченного сегмента (при атрофии мягких тканей или при исчезновении отечности) при пользовании протезом.
Приемные гильзы бедра с проксимальным отделом продольно-овальной формы показаны при сложном и атипичном протезировании при короткой культе бедра; при болезненной нагрузке на седалищный бугор и дефектах покровов ягодичной области; при протезировании инвалидов, перенесших ампутацию бедра по поводу облитерирующих заболеваний сосудов и сахарного диабета; при протезировании с использованием силиконовых чехлов; при протезировании женщин и детей. Схема и внешний вид посадочного кольца приемной гильзы протеза бедра продольно-овальной формы (вид сверху) показана на рисунке 8
Рис.8. Схема и внешний вид посадочного кольца приемной гильзы протеза бедра продольно-овальной формы (вид сверху)
Приемные гильзы без посадочного кольца и нагрузки на седалищный бугор показаны при опороспособной культе бедра, в частности, после вычленения в коленном суставе, благодаря значительной площади опорной поверхности.
При назначении протеза для культи бедра булавовидной формы изготавливаются совмещенные приемные гильзы из термопластов или ПКМ. На рисунке 9 показана схема приемной гильзы протеза бедра после вычленения голени.
А смягчающая вкладная гильза из эластичного пеноматериала с опорным донышком;
Б - совмещенная приемная гильза протеза бедра после вычленения голени в сборе
Рис.9. Схема приемной гильзы протеза бедра после вычленения голени
После ампутации голени на уровне верхней трети, а также на границе между верхней и средней третью нередко формируются сгибательные контрактуры коленного сустава. Ось культи в данном случае значительно отклоняется от линии сборки протеза. Поэтому становится невозможным применение силиконовых чехлов, фиксируемых в культеприемнике с помощью замка, интегрированного с регулировочно-соединительным устройством (РСУ) протеза (например, замки фирмы «Otto Bock», артикулы 6А20=10, 6А20=30). Наличие контрактур коленного сустава исключает применение комплекта адаптеров к замковому устройству для модулей сборки протеза с несущей гильзой, фиксированной посредством соединения с корпусом замка. Поэтому требуется использование замковых модулей, не интегрированных с РСУ, (например, замки фирмы «Otto Bock», артикул 6А30=10).
Использование замковых модулей, не интегрированных с РСУ, приводит к необходимости изготовления приемной гильзы со специальной вкладной гильзой. Изготовление вкладной и несущей гильзы позволяет распределить между ними функции в составе протеза.
Практическое значение вкладной гильзы заключается в размещении объема культи с надетым силиконовым чехлом, фиксации замкового устройства в требуемом положении, а, следовательно, в фиксации протеза, передачи движений усеченного сегмента и в управлении протезом. Несущая гильза выполняет функцию соединения приемной гильзы с другими модулями протеза и одновременно воспринимает основные статические и динамические нагрузки при эксплуатации протеза.
При таком конструктивном решении замок для фиксации силиконового чехла разобщен с гильзовым РСУ, которое устанавливают на несущей гильзе. Несущая гильза конструктивно выполняется так, чтобы в ней размещалась и фиксировалась вкладная гильза с установленным на ней замковым устройством силиконового чехла, при этом ось несущей гильзы должна совмещаться с линией-осью сборки протеза. На корпусе несущей гильзы в проекции фиксатора замкового устройства вырезается окно для открытия и закрытия замка при пользовании протезом.
При изготовлении вкладной гильзы закладные элементы для фиксации замкового устройства устанавливаются на торцевой части позитива так, чтобы направление фиксирующего стержня чехла совпало с осью культи. Замковое устройство, следовательно, также будет располагаться на торцовой части позитива по оси культи. Выполнение данного условия необходимо для попадания стержня чехла в замковое устройство и фиксации силиконового чехла во вкладной гильзе при надевании протеза пациентом.
На рисунке 10 представлены конструктивные схемы совмещенных приемных гильз голени (а) и бедра (б) для протезирования пациентов с силиконовым чехлом при деформациях и контрактурах усеченного сегмента конечности. Приемная гильза протеза голени или бедра состоит из основных совмещаемых элементов: силиконового эластичного чехла (1), бесшовной эластичной вкладной гильзы (2), несущей гильзы (3). Силиконовый чехол снабжен соединительным стержнем (5), предназначенным для его фиксации в замковом устройстве (4), которое установлено в дистальной части вкладной гильзы (2). Гильзовое регулировочно-соединительное устройство – РСУ (6) установлено на несущей гильзе. Ось вкладной гильзы (А - А) совпадает с осью замкового устройства и с осью культи. Ось несущей гильзы (В – В) совпадает с осью опоры гильзового РСУ и с базовой линией-осью сборки протеза.
А – А - ось вкладной гильзы; В - В – ось несущей гильзы;
1 – силиконовый чехол; 2 – вкладная гильза; 3 – несущая гильза;
4 – замковое устройство, не интегрированное с РСУ;
5 – соединительный стержень; 6 – гильзовое РСУ
Рис.10. Конструктивные схемы совмещенных приемных гильз голени (а) и бедра (б) для протезирования инвалидов при деформациях культи и контрактурах усеченного сегмента
Таким образом, данные конструкции совмещенных приемных гильз голени и бедра имеют следующие особенности. Вкладная гильза предназначена для размещения объема культи с надетым силиконовым чехлом, фиксации замкового устройства в требуемом положении, а, следовательно, в фиксации протеза, передачи движений усеченного сегмента и в управлении протезом. Несущая гильза выполняет функцию соединения приемной гильзы с другими модулями протеза и одновременно воспринимает основные статические и динамические нагрузки при эксплуатации протеза. При таком конструктивном решении замок для фиксации силиконового чехла разобщен с гильзовым РСУ.
Несущая гильза конструктивно выполняется так, чтобы в ней размещалась и фиксировалась вкладная гильза с установленным на ней замковым устройством силиконового чехла, при этом ось несущей гильзы должна совмещаться с базовой линией-осью сборки протеза. На корпусе несущей гильзы в проекции фиксатора замкового устройства вырезается окно для открытия и закрытия замка при пользовании протезом.
еще:
Требования к приемным гильзам при протезировании голени и бедра
Показания к сложному и атипичному протезированию голени и бедра
Анатомические особенности культей голени и бедра и их протезирование