في روسيا، تم تقييم خطر تلف الشرايين في علاج كسور الساق

تمثل إصابات الأطراف السفلية (مفاصل الورك والساق والركبة والكاحل) واحدة من أكبر المشاكل في عصرنا. يتم كل عام تسجيل الملايين من كسور العظام في جميع أنحاء العالم، وجزء كبير منها عبارة عن إصابات معقدة ومفتوحة في أسفل الساق – نتيجة لحوادث الطرق والحوادث الصناعية والكوارث الطبيعية. يتبين أن كل حالة من هذه الحالات ليست مجرد مشكلة طبية، ولكنها أيضًا مشكلة اقتصادية: فقدان القدرة على العمل على المدى الطويل، وأشهر من إعادة التأهيل، وخطر الإعاقة بين الشباب. بالنسبة للعيوب الواسعة في الأطراف السفلية، يستخدم الجراحون أجهزة التثبيت الخارجية. وهي عبارة عن هيكل معدني يتم ربطه بالعظم من خلال الأنسجة الرخوة باستخدام إبر أو قضبان الحياكة. تتحمل هذه الأجهزة عبء إبقائه في الموضع الصحيح، مما يسمح للمريض بتحريك الجرح والحفاظ عليه في فترة ما بعد الجراحة المبكرة. وأشهرها جهاز إليزاروف. على عكس نظائرها، التي تستخدم قضبان سميكة وغالبًا ما تكون ضخمة الحجم، فإنها توفر تثبيتًا فائق الصلابة لشظايا العظام مع الحد الأدنى من صدمة الأنسجة الرخوة. تم تأكيد فعالية جهاز إليزاروف من خلال الممارسة السريرية وآلاف العمليات الناجحة. ومع ذلك، فإن الخطر عند استخدام التصميم يرجع إلى حقيقة أن الجزء السفلي من الساق عبارة عن منطقة معقدة تشريحيًا: مجموعة كثيفة من العضلات، والحد الأدنى من المساحة الحرة وثلاثة شرايين رئيسية تقع بالقرب من العظام. يؤدي الإدخال غير الصحيح للمثبت، أو الانحراف بمقدار بضعة ملليمترات فقط، أو التقليل من السمات التشريحية الفردية للمريض إلى زيادة خطر حدوث مضاعفات الأوعية الدموية. مثل هذا الضرر يمكن أن يسبب نزيفًا حادًا، والذي لا يمكن دائمًا تشخيصه في الوقت المناسب تحت الهيكل. والسيناريو الأكثر خطورة هو الضغط التدريجي للشريان بواسطة الأنسجة المحيطة بعد تركيب الجهاز، عندما يقوم جهاز التثبيت بإزاحة الوعاء الدموي. والنتيجة هي تجويع الأكسجين التدريجي للأنسجة: من الألم عند المشي إلى شحوب وبرودة القدم ثم موت العضلات والجلد. في الحالات الشديدة، تتطور الغرغرينا، مما يترك الطبيب أمام الخيار الوحيد – بتر الطرف. حاليًا، من أجل عدم لمس الأوعية عند تثبيت الجهاز، يستخدم الجراحون الأطالس والتعليمات الطبية القياسية. إنها تصور “المناطق الآمنة” – الأماكن التي يمكنك إدخال الإبر فيها، و”المناطق المحظورة” حيث لا يمكنك إدخال الإبر. تعتمد هذه المخططات على بيانات متوسطة حول كيفية تدفق الأوعية الدموية لدى معظم الأشخاص. ومع ذلك، فإن التشريح لكل شخص فريد من نوعه، ولا يمكن للصور القياسية أن تأخذ في الاعتبار جميع الخصائص الفردية. وفي مثل هذه الحالات يعتمد الجراح بشكل أساسي على خبرته الخاصة، مما يعني أن خطر الخطأ يبقى قائماً. علاوة على ذلك، فإن الأساليب الحالية لا تسمح لنا بتحديد مقدار تغير تدفق الدم بالضبط إذا انتهى المثبت في منطقة غير مرغوب فيها وتسبب في تضييق الشريان. ومع ذلك، من الضروري معرفة ذلك، لأنه في بعض القيم، ينخفض ​​\u200b\u200bتدفق الدم قليلا، وفي حالات أخرى قد يبدأ تجويع الأكسجين في الأنسجة أو نخر العضلات. وبدون أرقام دقيقة، لا يستطيع الجراح تقييم الخطر الحقيقي: ما إذا كان انحراف معين سيؤدي إلى عواقب وخيمة أم لا. من المهم بشكل خاص فهم هذا لأن مشاكل إمدادات الدم لا تحدث على الفور. إذا لمس الجراح وعاءً ما أو ضغط عليه عن طريق الخطأ، فقد يشعر المريض بأنه بخير لعدة ساعات أو حتى يوم واحد. وعندما تظهر علامات واضحة، غالبا ما تكون العملية غير قابلة للتراجع، ولكن الأدوات التي من شأنها أن تساعد في ضمان دقة الحسابات والتنبؤ بالمخاطر لم تكن موجودة بعد. لأول مرة في العالم، حصل علماء بيرم بوليتكنيك على بيانات كمية محددة حول كيفية تغير تدفق الدم في الجزء السفلي من الساق عندما يتم تثبيت مثبتات إليزاروف بشكل غير صحيح. تتيح نتائج الدراسة للجراحين إجراء حساب مسبق للمناطق الآمنة لإدخال الأسلاك ومنع تلف الشرايين لمريض معين. تم نشر المقال في مجموعة مواد من مؤتمر “ميكانيكا المواد والأجهزة الطبية الحيوية”. في المرحلة الأولى، أجرى الباحثون الأشعة المقطعية للمرضى. وبناءً عليها، قاموا ببناء نموذج ثلاثي الأبعاد للجزء السفلي من الساق، بما في ذلك جميع الشرايين ذات الفروع، بالإضافة إلى موقع الأعصاب والأوعية والأوردة الصافنة المجاورة. من المهم أيضًا أخذها في الاعتبار، لأن مثل هذه الإصابات قد تؤدي إلى تفاقم نتائج العملية وتتطلب علاجًا إضافيًا. بعد ذلك، على النموذج الذي تم إنشاؤه للجزء السفلي من الساق، استنادًا إلى الأطالس الطبية الموجودة، رسم العلماء ثلاثة أنواع من المناطق: الآمنة، وغير المرغوب فيها، والمحظورة لإدخال المشابك. جهاز إليزاروف للتثبيت الخارجي، معدل بواسطة باجيروف، للجزء القريب من الظنبوب / © الخدمة الصحفية لـ PNRPU كما أنشأ الباحثون نسخة افتراضية من جهاز التثبيت الخارجي الحقيقي ودمجوه مع نموذج ثلاثي الأبعاد للظنبوب. والنتيجة هي تصميم رقمي، حيث يمكنك أن ترى بالضبط كيفية وضع إبر الحياكة والقضبان بالنسبة للأوعية. وهذا يعني أنه من خلال تغيير موضع المشابك في النموذج، من الممكن تحديد نقاط الدخول للجهاز الذي لا تتضرر فيه الأوعية. “للتحقق من العواقب المترتبة على تثبيت جهاز التثبيت في منطقة غير مرغوب فيها، قمنا بإجراء محاكاة حاسوبية لتدفق الدم. وقد تم إيلاء اهتمام خاص للموقف عندما ينتهي الجهاز في المكان الخطأ ويضغط على الشريان، مما يؤدي إلى تضييقه بنسبة 50٪. في هذه العملية، قمنا أيضًا بتقييم العديد من المؤشرات الرئيسية: حجم الدم الذي يمر عبره، وسرعته في منطقة التضييق، والمناطق التي يحدث فيها الاضطراب. ستساعد هذه البيانات في تقييم مدى خطورة ضعف تدفق الدم وما إذا كان هناك أشارت مارينا شموراك، الأستاذة المساعدة في قسم الرياضيات الحاسوبية والميكانيكا والميكانيكا الحيوية في PNRPU، مرشحة العلوم الفيزيائية والرياضية، إلى أن “خطر تلف السفينة من الداخل”. أظهرت النمذجة أنه عندما يتم تضييق الشريان بنسبة 50%، أو عندما يمر المثبت بشكل خطير أو يضغط عليه قليلاً، تنخفض سرعة تدفق الدم في أسفل الساق بنسبة 30-40%. وهذا يعني أنه حتى الضغط الجزئي غير الكامل يمكن أن يسبب تجويعًا شديدًا للأكسجين في الأنسجة. وإذا استمرت هذه الحالة لفترة طويلة، فقد تؤدي إلى موت العضلات بشكل لا رجعة فيه. “بالإضافة إلى ذلك، تمكنا من التحديد الدقيق للأوعية الدموية التي تصبح الأكثر عرضة للخطر في مناطق مختلفة من أسفل الساق. وقال ليونيد بيونيشيف أبراموف، وهو طالب دراسات عليا في قسم الرياضيات الحاسوبية والميكانيكا والميكانيكا الحيوية في PNRPU: “هذه هي الهياكل التشريحية التي تكون أول من يصاب إذا تم تركيبها بشكل غير صحيح”. وبناء على البيانات التي تم الحصول عليها، أنشأ العلماء خوارزمية لتقييم مخاطر مضاعفات الأوعية الدموية عند تركيب جهاز تثبيت خارجي في أسفل الساق. على عكس المخططات الثابتة في الأطالس الطبية، فإنه يسمح للطبيب، حتى قبل الجراحة، مع الأخذ في الاعتبار الموقع المحدد للإصابة، أن يحدد بدقة أين يمكن إدخال المثبتات وأين لا يمكن ذلك على الإطلاق. ونتيجة لذلك، يقوم الجراح، الذي لديه بيانات مريض معين (الصور المقطعية)، بتعديل النموذج له. يمكن للطبيب أن يشير إلى موقع الكسر ونوع المثبت الخارجي الذي يخطط لاستخدامه. ثم يقوم النموذج تلقائيًا بتقييم المناطق الأكثر أمانًا والمناطق غير المرغوب فيها. يرى الجراح ذلك قبل الجراحة ويمكنه تخطيط مسار المثبت لتجنب تلف الأوعية الدموية. يفتح هذا التطور الطريق أمام العلاج الشخصي، حيث يتم دعم قرارات الطبيب بحسابات دقيقة. وهذا يعني مضاعفات أقل، وعمليات إعادة تشغيل أقل، وفي نهاية المطاف تحسين نوعية الحياة للمرضى الذين يعانون من كسور شديدة وحالات في الساق.