بررسی مکانیزم عملکرد فیکساتورهای خارجی و علل استفاده از آن ها

بررسی مکانیزم عملکرد فیکساتورهای خارجی و علل استفاده از آن ها

با توجه به اطلاعات مرکز ملی آمار سلامت ، سالیانه 1.3 میلیون بیمار در آمریکا دچار شکستگی هایی می گردند که نیاز به درمان کلینیکی دارند و حدوداً 7.000 مورد در مواجه با این مشکل جان خود را از دست می دهند. در کشور آمریکا بطور میانگین،سالانه 492.000 شکستگی در استخوانهای درشت نی، نازک نی و مچ پا گزارش شده است.


دانلود نسخه PDF مقاله  / شامل مطالب اختصاصی(ویژه کاربران اختصاصی- برای دریافت کدقفل فایل از پنل عضویت سایت تیکت ارسال نمایید ) 


در این مقاله خواهید خواند:

  • آشنایی با انواع فیکساتور
  • معیارهای طراحی در فیکساتور های خارجی

روش های متفاوتی برای درمان شکستگیها وجود دارند. یکی از این روش ها استفاده از فیکساتورها است. فیکساتورها در دو نوع داخلی و خارجی مورد استفاده قرارمی گیرند. فیکساتورهای داخلی شامل پلاکها و پیچ هایی هستند که توسط عمل جراحی باز، درون بدن فرد آسیب دیده قرار می گیرند. دراین روش به دلیل تماس مستقیم فیکساتور با استخوان آسیب دیده و بافت های مجاور آن، تمامی اجزای فیکساتور باید زیست سازگار باشند. بنابراین ضرورت استفاده از فیکساتورهای خارجی مطرح می شود.دکتر الیزاروف

اولین بار بقراط نوعي از فیکساتورهای خارجی را برای ترمیم شکستگی درشت نی معرفی نمود. اين وسيله از حلقه هایی چرمی تشکیل شده بود که در نزدیکی محورهاي پروگزیمال و دیستال عضو آسیب دیده قرار می گرفتند. در سال 1938 رائول هافم نروشی را بر اساس كم كردن ناحيه شكستگي با هدايت جاگذاري ميخ به طور زير جلدي تكامل بخشيد. روش هافمن به عنوان روشی كم تهاجم (less invasive) در جراحي ارتوپدي شناخته مي شود.
در سال 1950 اليزاروف یک روش برای درمان شکستگی ها، بدشکلی ها و دیگرنقص های استخوان را اختراع كرد و توسعه داد. این توسعه در جهت افزایش یک درجه آزادی به فیکساتورها بوده است. از سال 1950 به بعد نیز، فیکساتورهای ساخته شده بر مبنای فیکساتور الیزاروف (ilizarov apparatus) بوده و سعی در سازگارتر نمودن آن با بیومکانیک بدن و افزایش درجات آزادی آن شده است.

فیكيساتورهاي خارجي

فیکساتورهای خارجی برای درمان طیف وسیعی از آسیب های استخوان استفاده می شوند و توسط اتصال پین ها و شنزها به استخوان فرد عمل می کنند. این پین ها و شنزها به داربست خارجی که عضو را احاطه می کند، متصل اند. شنزها و پین ها به ترتیب نوعی پیچ و میله هایی بلند با قطر نازک مي باشند. فیکساتورهای خارجی به دلیل تهاجم کمتر و قیمت ارزان تر نسبت به انواع داخلی، پرکاربردترند. این فیکساتورها به پوست آسیب دیده و بافت زیرجلدی اجازه ی ترمیم و بهبود می بخشند.
موارد استفاده ی فیکساتورهای خارجی زمانی است که به کاربردن فیکساتور داخلی منع شده باشد. از جمله مزایای دیگر فیکساتورهای خارجی که موجب کاربرد گسترده آنها گشته، استفاده از آن ها در بهبود شکستگی های باز، ایجاد عفونت کم تر و فرآیند جراحی ساده تر است. از آن جایی که دو عضو شکسته شده هنگام استفاده از فیکساتورها دقیقا روی هم قرار گرفته و ثابت می گردند،امکان بازسازی سریعتر استخوان و کوتاه تر شدن دوره ی درمان نسبت به روش های سنتی فراهم می آید.

یکی از مشکلات موجود در این فیکساتورها، شل شدن مسیر پین در طول دوره ی درمان است. ازطرفی قاب می تواند دست و پاگیر باشد و بیمار به دلایل ظاهری آنرا نپذیرد. عدم استفاده از روش مناسب برای قرارگیری پین نیز، باعث عفونت مسیر پین شده که از شایع ترین عوارض است و در 30 درصدبیماران رخ می دهد. همچنین در برخی موارد بسته به نوع، محل شکستگی و امکان حرکت بیمار ممکن است باعث کاهش محدوده‌ی حرکتی مفاصل شوند. نصب این فیکساتورها، در اتاق عمل صورت گرفته و مستلزم بیهوشی بیمار در حین عمل می باشد. البته در برخی موارد نیز از بی حسی موضعی استفاده می گردد. برداشتن آن ها نیز در اغلب موارد، در مطب و بدون بیهوشی صورت می گیرد.

انواع فیکساتورهای خارجی

به طور کلی فیکساتورهای خارجی به سه دسته‌ی فیكيساتورهاي یک طرفه،فیكيساتورهاي چندصفحه ای و فیكيساتورهاي حلقوی طبقه بندی می گردند.در ادامه مشخصات و ویژگیهای هر نوع به تفصیل آورده شده است.

فیکساتورهای یک طرفه:

این فیکساتورها به یک طرف عضو ثابت می شوند و توسط شنزهایی با قطر بیش تر از 3 میلی متر به استخوان متصل می شوند. کاربرد این فیکساتورها برای ایجاد کشش موقت، عدم تحرک مفاصل وغیره می باشد.
استحکام این فیکساتورها به عواملی همچون قطر شنزها، نحوه ی توزیع و اتصال آن ها به میله های متصل کننده و فاصله ی میله ها از استخوان بستگی دارد. منظور ازنحوه ی توزیع شنز ها، فاصله ی هرکدام از آن ها از محل شکستگی و میله های اتصال دهنده می باشد که توزیع صحیح آن ها سبب کاهش گشتاور خمشی در اثر کاهش بازوی گشتاور می شود.
افزایش تعداد شنزها موجب استحکام بیش تر مجموعه ی فیکساتور و استخوان می گردد؛ درحالی که آسیب به استخوان و بافت های مجاور نیز افزایش می یابد. همچنین کاهش فاصله ی میان میله ها و استخوان، موجب افزایش استحکام مجموعه می گردد.

فیكيساتورهاي چندصفحه ای:
این فیکساتورها نسبت به نوع یک طرفه آن پایداری بهتری را به عضو آسیب دیده می دهند. روش تثبیت استخوان در فیکساتور چندصفحه ای به این صورت است که یکیاز قطعات شکسته در یک جهت و قطعه دیگر در جهت دیگر، تثبیت می شوند. با این کار می توان اثرات خمش و پیچش ناشی از حرکت قطعات را تا حد زیادی خنثی نمود. بنابراین انتخاب مکان قرارگیری پین ها به منظور ایجاد کمترین خمش و پیچش، بسیار مهم است.

فیکساتورهای حلقوی:
به طور کلی ساختار این فیکساتورها شامل حلقه ها، میله های اتصال دهنده، پین ها و پایه ها می باشد. دراین نوع فیکساتور از پینها برای اتصال به استخوان استفاده می شود. قطر حلقه ها، تعداد و طول پایه ها، نوع مفاصل و تعداد پینها از جمله عوامل موثر در پایداری این فیکساتورها می باشند. دو نوع رایجتر این فیکساتورها، الیزاروف و قاب فضایی تیلورند.
فیکساتورهای الیزاروف:
این فیکساتورها به درمان شکستگی ها،اصلاح بدشکلی ها و غیره کمک می کنند. کاربرد منحصر به فرد این فیکساتور، افزایش طول استخوان است. فیکساتور الیزاروف متشکل از یک حلقه یا حلقه هایی است که توسط پین ها یا سیم هایی تنیده به استخوان متصل می شوند. این سیم ها از استخوان عبور کرده و در طرف دیگر عضو به یکدیگر متصل می گردند.فیکساتور الیزاروف

ویژگی اصلی فیکساتور الیزاروف،امکان حرکت آن است که بطور کلی یک درجه آزادی در جهت عمودی ایجاد می نماید. با استفاده از این روشِ کم تهاجم، آسیب به بافت نرم کاهش می یابد. از دیگر مزایای آن می توان به ایجاد استحکام اولیه جهت تسریع سیر درمان شکستگی، کاهش خطر ابتلا به عفونت در شکستگی های باز و نیمه باز، کمک به نوسازی استخوان و غیره اشاره نمود.

عوامل مؤثر در پایداری این فیکساتورها عبارتند از:

  • اندازه
  • تعداد و محل حلقه ها؛ که با توجه به عوامل بیومکانیکی منحصر به فرد برای هربیمار از جمله وزن، تداوم و یکپارچگی قشر بافت نرم و غیره انتخاب می شود.

 

قاب فضایی تیلور:

این قاب ها از حلقه هایی با میله های به هم متصل شده و پایه ها تشکیل شده اند. بیشتر این فیکساتورها شامل دو حلقه و شش پایه با طول متغیر هستند.

معمولاً هر حلقه دارای تعدادی سوراخ است که برای اتصال مفصل پایه ها و قطعات مکعبی موسوم به مکعب های رانچو برای نگه داشتن پین های میان استخوانی و نگهداری سیم های میان استخوانی پیچ های شکاف دار تعبیه شده اند. اندازه ی سوراخ ها یکسان و استاندارد است.
قابلیت اصلی این فیکساتورها، دارا بودن 6 درجه آزادی ( 3درجه آزادی برای حرکات انتقالی و 3 درجه آزادی برای حرکات چرخشی) است که به بهبود بدشکلی ها به خصوص واروس و والگوس و غیره کمک می نمایند. از دیگر مزایای این فیکساتور می توان به تنظیم طول پایه ها و تغییر موقعیت حلقه ها توسط خود بیمار اشاره نمود. برنامه ی تغییر طول هر پایه در طی دوره‌ی درمان، در ابتدا توسط نرم افزار محاسبه و در اختیار پزشک و بیمار قرار می گیرد. این برنامه به صورت روزانه تغییرات طول هر پایه را مشخص می نماید.

تنظیم طول پایه ها به صورت روزانه توسط بیمار،مزایایی از قبیل: کاهش مشکلات ناشی از رفت و آمد به بیمارستان،کاهش پارگی اعصاب و آسیب بافت نرم مجاور استخوان به جهت افزایش طول و تغییر موقعیت تدریجی و پیوسته ی فیکساتور،کاهش احتمال به وجود آمدن بد پیوند و ناپیوند و غیره در اختیار قرار می دهد.

 


آنالیز داده ها و اطلاعاتپیشنهاد سردبیر

مطمئنا از خواندن > مقاله”پلاک ارتوپدی-بررسی فوق العاده کاربردی” خواهید برد.

 

 

 

 


معیارهای طراحی در فیکساتورهای خارجی

ASTM به منظور طراحی فیکساتور های خارجی از استانداردهای استفاده می شود. به طور کلی ASTM F 48- و 1541 F1747 فیکساتورهای خارجی به گونه ای طراحی می گردند که علاوه بر وارد نمودن حداقل صدمه به بافت نرم، بیشترین پایداری را ایجاد نمایند. همچنین توجه به جنس مواد به کار رفته در طراحی فیکساتورها،ضروری است. پین ها، شنزها و سیم ها به دلیل تماس مستقیم با اعضای داخلی بدن، باید از مواد زیست سازگار ساخته شوند و نیز
استحکام کافی را فراهم آورند.
معمولاً در طراحی فیکساتور های خارجی- به طور مشخص پین، شنز و سیم- از فولاد ضد زنگ استفاده می شود. به طور کلی با توجه به مکان و نوع آسیب دیدگی،جراحان ارتوپد از فیکساتور مناسب استفاده می نمایند. بنابراین مکان قرارگیری فیکساتور نیز به عنوان یکی از فاکتورهای مهم طراحی باید لحاظ گردد جديدترين روشهاكيي از جديدترين تحقيقات انجام شده در زمينه ی استفاده از فیكيساتورهای خارجي،

استفاده از فیكيساتورهاي چندصفحه ای براي درمان بدشكلي های استخوانی مي باشد. در اين روش، ابتدا مركز دوران پيچشي استخوان بدشكل به دست مي آيد،سپس مفصل هاي ف كيساتور خارجي بر روي اين مركز دوران قرار مي گيرد و فیكيساتور در قسمت بالايي و پا ييني آن تثبيت مي شود. حال قسمت كوچكي از استخوان از مكانمركز دوران جدا مي شود و در نهايت، اگر لولاها به تدريج درطول دوره ی درمان صاف شوند، بدشكلي استخوان كاملاً برطرف خواهد شد
شکل 5. به دست آوردن مرکز دوران استخوان و اتصال فیکساتور به استخوان روش جدیدی نیز برای نظارت بر روند بهبود استخوان با استفاده ازفیکساتور هگزاپاد پیشنهاد شده است. بطور معمول، نظارت بر روند بهبود استخوان با استفاده از عکسهای رادیوگرافی صورت می پذیرد. با کمک این عکسها می توان نحوه و شدت معدنی سازی بافت استخوانی را مشاهده نمود.

تحلیل خواص مکانیکی سلولهای استخوانی

در طول روند استخوان سازی،جهت بررسی اثربخشی روش درمان، امری ضروری است. با این وجود، تخمیناستحکام مکانیکی بافت استخوانی با استفاده از عک سهای رادیوگرافی به مهارت جراح بستگی دارد. در پار های از موارد به دلیل پیشگیری از آسی بهایاحتمالی، م یتوان از فیکساتورهای هگزاپاد استفاده نمود. پس از اتصال اینفیکساتور به بافت آسیب دیده، با استفاده از اطلاعاتی که نیروسنجهای متصل به فیکساتور در اختیار قرار می دهند، نیروی وارده بر فیکساتور در راستای محورهای مختصات به دست می آید.

با بررسی روند تغییرات این نیروها می توان تخمینی از روند اسخوان سازی بیمار به دست آورد بحث فیکساتورهای خارجی به عنوان یکی از روشهای درمان شکستگی ها و بدشکلی ها یاستخوانی معرفی گردیدند. این فیکساتورها، در درمان شکستگیهای باز به دلیل احتمال بروز عفونت در استخوان یا بافت نرم، نسبت به فیکساتورهای داخلی ارجحیت دارند. به طور کلی فیکساتورهای خارجی به سه دسته یک طرفه،چندصفح های و حلقوی تقسیم می شوند. فیکساتور یک طرفه نسبت به دیگرفیکساتورها ارزانتر و نصب آ ن بر روی استخوان آسی بدیده برای جراح راحتتر است، اما در شکستگیهای پیچیده نمی توان از آن استفاده نمود. در این موارد از فیکساتور چندصفح های یا حلقوی استفاده می شود که می تواند در آسیبهای مفاصل و خردشدگی استخوانها مورد استفاده قرار گیرد.

فیکساتورهای حلقوی در درمان بدشکلی استخوان و افزایش قد نیز استفاده می شوند. درجات آزادی آن ها به خصوص در قاب فضایی تیلور،از دیگر فیکساتورها بیشتر است.از  فیکساتورهای حلقوی در تمامی نقاط بدن به دلیل ابعاد بزرگ، نمی توان استفاده کرد. در نتیجه در این نقاط، فیکساتورهای چندصفح های کاربرد دارند.

چشم انداز

اگرچه طراحی اصلی فیکساتورهای خارجی در طی 50 سال گذشته تغییر چندانی نداشته، اما تغییرات چشمگیر در طراحی و جنس پینها موجب کاهش میزان عفونت بافت و خوردگی پین شده است.

در سالهای اخیر در راستای بهبود فیکساتورهای خارجی توجه به مواردی از قبیل:

  • افزایش درجات آزادی فیکساتورها
  • کوچک و سبک سازی
  • افزایش استحکام و پایداری
  • افزایش زیس تسازگاری
  • طراحی ارگونومیک

سازگاری در اولویت مهندسان قرار داشته MRI با محیطهای تصویربرداری مانند است. امروزه قا بهای جدیدتری برای مچ پا طراحی شده که امکان تثبیت آنها را در مکان مورد نظر تسهیل می نماید. همچنین در طراحی حلقه ها،تغییراتی به وجود آمده که به کمک آنها می توان بدشکلی های استخوانی را اصلاح نمود. علیرغم تمامی پیشرفت های حاصله در علوم پزشکی و صنایع وابسته به آن در سالهای اخیر، فیکساتورهای خارجی همچنان به عنوان یکی از گزینه های اصلی جراحی تثبیت استخوان مطرح می باشند.


خلاصه و جمع بندی

امیدواریم توانسته باشیم مطالب ارزنده و کاربردی را برایتان تهیه کرده باشیم. صمیمانه آماده شنیدن نظرات و تجربیات تان درباره مکانیزم عملکرد فیکساتور خارجی  هستیم.


 

کانال آپارات تیک مد

نویسندگان:  مرتضی نظری ، فرانک منکاوی ، سرور تفضلی ، سمیرا جعفری دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر – فصلنامه علمی ترویجی تپش

منابع بیشتر مطالعه برای شما:

منابع اطلاعاتی بیشتر

 

 

 

پیگیری سفارش
لیست مقایسه
شگفت انگیز ها