Фрактури — класификация, биомеханика, диагноза

Въведение

Фрактурата представлява прекъсване на структурната цялост на костта. Познаването на фрактурите обхваща тяхната етиология, биомеханичните сили, които ги причиняват, моделите на увреждане, принципите на класификация, систематичната клинична и рентгенографска диагноза, и концептуалната рамка, която ръководи вземането на терапевтични решения. Настоящата глава, синтезираща съдържание от AO Principles of Fracture Management (основополагащия текст за съвременната наука за фрактурната хирургия), Rockwood and Green’s Fractures in Adults, Apley & Solomon’s и Miller’s Review, разглежда общите принципи, залегнали в основата на по-конкретните теми за фрактурите в следващите глави. Травматологичният раздел, следващ тук, е организиран анатомично, като разглежда подробно всяка голяма фрактурна зона; принципите от тази глава се отнасят за всички региони.

Епидемиология на фрактурите

Фрактурите са изключително чести — доживотният риск от поне една фрактура се доближава до 50% в много популации. Основните епидемиологични закономерности са: бимодално разпределение по възраст, с пикове при млади възрастни (високоенергийна травма) и при по-възрастни (нискоенергийни фрактури при остеопороза); преобладаване на мъжете сред младите и на жените сред по-възрастните; и нарастваща тежест на остеопоротичните фрактури с остаряването на населението. Основните остеопоротични фрактури — дисталния радиус, проксималния хумерус, тялото на прешлена, тазобедрената става — водят до съществен морбидитет и смъртност при по-възрастните, като тазобедрената фрактура по-специално е свързана с едногодишна смъртност от 20–30% при болни с коморбидитети.

Биомеханика на фрактурите

Биомеханичният анализ на фрактурите разглежда механичните свойства на костта, приложените сили и получените модели на разрушаване.

Механични свойства на костта Костта е анизотропен материал — механичните й свойства се различават в зависимост от посоката на натоварване. Компресивната якост по дългата ос на костта е съществено по- голяма от якостта на разтегляне (костта е приблизително два пъти по-якостна в компресия, отколкото при разтегляне) или от якостта на срязване. Модулът на Young за кортикалната кост е приблизително 15–20 GPa — между тези на металите (много по-твърди) и на сухожилията (много по-еластични). Спонгиозната кост има значително по-ниска твърдост и якост от кортикалната кост, отразявайки трабекулярната й структура и ролята на костния мозък в поемането на натоварванията.

Костта е вискоеластичен материал — механичните й свойства зависят от скоростта на натоварване. При висока скорост на деформация (високоенергийна травма) костта се държи по-крехко, като се поглъща сравнително малко енергия преди фрактурата. При ниска скорост на деформация се поглъща повече енергия преди разрушаване. Това свойство обяснява различните модели на фрактури при високоенергийни спрямо нискоенергийни наранявания.

Видове разрушаване Костта може да се разруши при няколко различни вида натоварване, пораждайки характерни фрактурни модели:

Tension (разтегляне) поражда напречни фрактури, перпендикулярни на дългата ос на костта. Чистите разтегателни фрактури са нечести в клиничната практика; те обикновено възникват на места на мускулно захващане (авулзионни фрактури).

Компресия поражда коси фрактури (под около 45° към дългата ос) по линиите на максимално срязващо напрежение при компресивно натоварване. Чистата компресия типично предизвиква клиновидни фрактури на прешленните тела или компресионни фрактури на метафизарната кост (проксималното плато на тибията).

Огъване поражда комбинация от разтегляне на изпъкналата страна и компресия на вдлъбнатата страна на огъването, с характерна напречна фрактура на страната на разтегляне, която може да прогресира до пеперудообразен фрагмент на компресивната страна. Класическата фрактура на шийката на петата метакарпална кост и много torus (торусни) фрактури при деца са примери за разрушаване при огъване.

Торзия поражда спираловидни фрактури около дългата ос на костта. Спираловидната фрактура е силно характерна за торзионно разрушаване и се вижда класически при ски- свързани тибиални фрактури (при ски като дълъг лост, завъртащ ходилото) и при неслучайни наранявания при деца (с ротационна сила, приложена към крайника).

Срязване поражда фрактури, успоредни на посоката на натоварване. Чистите срязващи фрактури са нечести като самостоятелен механизъм на натоварване.

Комбинирано натоварване в клиничната практика поражда фрактури с компоненти от множество видове натоварване. Моделът на фрактурата дава полезна информация за механизма на нараняването.

Енергийни съображения Енергията, доставена на костта по време на нараняването, е критичен определящ фактор за тежестта и сложността на фрактурата. Нискоенергийните наранявания (обикновено падане, спортен сблъсък) обикновено пораждат прости фрактурни модели с ограничено меко-тъканно увреждане. Високоенергийните наранявания (пътнотранспортна катастрофа, падане от височина) пораждат разтрошени фрактури с обширно меко-тъканно увреждане.

Кинетичната енергия на нараняването следва уравнението E = (1/2)mv², като подчертава, че скоростта е доминиращият определящ фактор на енергията — малкото увеличение на скоростта предизвиква драматично увеличение на енергията, доставена на тъканите. Класическият пример е разликата между нискоскоростна огнестрелна рана (пистолет) и високоскоростна огнестрелна рана (военна пушка): увреждането на меките тъкани при високоскоростното нараняване е драматично по-голямо и се простира далеч извън видимата ранева пътека.

Патологични фрактури Патологичната фрактура, по дефиниция, е фрактура, настъпваща в патологично изменена кост — кост, отслабена от тумор (първичен или метастатичен), метаболитно заболяване (остеопороза, остеомалация, болест на Paget), инфекция или вродена аномалия (osteogenesis imperfecta). Необходимите сили за предизвикване на патологична фрактура обикновено са съществено по-малки, отколкото при нормална кост, и разпознаването на лежащия в основата патологичен процес е от съществено значение за адекватното лечение.

Класификация на фрактурите

Общи принципи Класификацията на фрактурите служи за няколко цели: комуникация между хирурзите; прогноза (предвиждане на изходите от фрактурния модел); насочване на лечението (специфичните модели, определящи специфичното лечение); и научна работа (позволявайки сравнение на сходни фрактурни модели между проучванията). Принципите на полезна класификационна система, формулирани от Müller и други, включват: пълнота (обхващане на всички фрактури в съответната зона); взаимна изключителност (всяка фрактура попада в една и само в една категория); надеждност (различни наблюдатели достигат до едно и също класифициране); и валидност (класификацията предвижда прогнозата или насочва лечението).

Общи описателни категории Няколко описателни категории се прилагат за всички фрактури:

Открита срещу закрита: Наличието или отсъствието на нарушаване целостта на кожата, комуникиращо с фрактурата. Откритите фрактури (по-рано „съставни фрактури”) имат съществено по-висока честота на инфекция и на други усложнения и изискват специфично лечение.

Проста срещу разтрошена: Броят на фрактурните фрагменти. Простата фрактура има два основни фрагмента; разтрошената (мултифрагментна) фрактура има повече от два фрагмента.

С дислокация срещу без дислокация: Дали фрактурните фрагменти са се наместили един спрямо друг или остават в анатомично наредба.

Ъглово изместване, транслация, ротация, скъсяване: Специфичните компоненти на фрактурната дислокация.

Стабилна срещу нестабилна: Дали може да се очаква фрактурата да поддържа репозицията при просто обездвижване (стабилна) или изисква хирургична фиксация (нестабилна).

Локализация: Диафизарна, метафизарна, епифизарна или вътреставна.

Класификация на AO/OTA Всеобхватната класификация на фрактурите AO/OTA, разработена от Фондацията AO и приета като международен стандарт, класифицира фрактурите по петелементен буквено- цифров код:

Кост: Число, идентифициращо костта (1 — хумерус, 2 — radius/ulna, 3 — femur, 4 — tibia/fibula и т.н.; с допълнителни кодове за таза, гръбначния стълб, ръката и ходилото).

Сегмент: Число, идентифициращо сегмента на костта (1 — проксимален, 2 — диафизарен, 3 — дистален).

Тип: Буква, указваща типа на фрактурата (A, B или C, като C е най-тежката). За диафизарни фрактури: A — проста, B — клиновидна, C — сложна. За метафизарни и епифизарни фрактури: A — извънставна, B — частично вътреставна, C — напълно вътреставна.

Група: По-нататъшно подразделяне (A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2, C3), отразяващо специфичните модели в рамките на всеки тип.

Подгрупа: Допълнителна детайлизация (напр. A1.1, A1.2, A1.3) за специфични анатомични варианти.

Системата има предимството на пълнота, йерархична организация и международна стандартизация. Недостатъците включват сложност — пълният буквено-цифров код е тромав в рутинната клинична практика.

Специфични класификации на фрактурите Много специфични класификации се използват за конкретни видове фрактури и те са разгледани в съответните анатомични глави: класификация на Garden за фрактури на шийката на бедрената кост; класификация на Pipkin за фрактури на бедрената глава; класификация на Russell-Taylor за субтрохантерни фрактури; класификация на Schatzker за фрактури на тибиалното плато; класификации на Lauge-Hansen и Weber за фрактури на глезена; класификация на Sanders за фрактури на калканеуса; класификация на Frykman за фрактури на дисталния радиус; класификация на Salter-Harris за физеални фрактури; класификации на Tile и Young-Burgess за фрактури на тазовия пръстен; и много други. Всяка класификация дава специфична информация, свързана с нейния анатомичен регион.

Класификация на меко-тъканното увреждане

Класификацията на меко-тъканното увреждане, съпровождащо фрактурите, е поне толкова важна, колкото и костната класификация, тъй като меко-тъканното увреждане често определя усложненията и крайния изход. Използват се две основни класификации:

Класификация на Gustilo-Anderson за открити фрактури: Тип I (чиста рана <1 cm), Тип II (рана 1–10 cm, без обширно меко-тъканно увреждане), Тип IIIA (обширна меко-тъканна лацерация с адекватно костно покриване от меки тъкани), Тип IIIB (обширно меко-тъканно увреждане, изискващо покриване с кожно-мускулен клап), Тип IIIC (съдово увреждане, изискващо реваскуларизация). Класификацията корелира с честотата на инфекция и е стандарт за лечение на открити фрактури.

Класификация на Tscherne за меко-тъканното увреждане при закрити фрактури: Степен 0 (без меко-тъканно увреждане), Степен I (повърхностна ожулване или контузия), Степен II (дълбоко контузирана ожулване или огнищна кожна или мускулна контузия), Степен III (обширна кожна контузия, мускулно увреждане, тежко обезкожване, компартмент синдром). Класификацията е полезна при закрити наранявания и влияе върху избора на момент за дефинитивна операция и вида на фиксацията.

Луксации и сублуксации

Луксацията е пълна загуба на нормалната ставна връзка между ставните повърхности. Сублуксацията е частична загуба на ставния контакт при запазена частична ставна връзка. Класификацията на луксациите е общо по посоката на изместване (предна, задна и т.н.) и по това дали са прости (без свързана фрактура) или сложни (с фрактура — фрактурно- луксация). Специфични класификации се прилагат за специфичните стави: предна, задна, долна луксация на рамото; предна, задна, централна луксация на тазобедрената става и т.н.

Принципите на лечение при луксациите включват: своевременна репозиция (закъснялата репозиция увеличава риска от аваскуларна некроза и от другите усложнения); оценка на съпровождащите наранявания (фрактури, съдово-нервно увреждане); и пострепозиционно обездвижване и рехабилитация, съответстваща на ставата и на лежащото нараняване.

Клинична диагноза на фрактурите

Клиничната диагноза на фрактурите следва систематичен подход.

Анамнеза Анамнезата идентифицира механизма на нараняването (който насочва към вероятния фрактурен модел и енергия), времето на нараняването, симптомите на пациента (болка, деформация, невъзможност за натоварване), всички съпровождащи наранявания, общото медицинско състояние на пациента и всякакви фактори, предразполагащи към остеопоротична фрактура (напреднала възраст, предишна остеопоротична фрактура, кортикостероидна терапия, метаболитно заболяване).

Физикален преглед Физикалният преглед оценява:

Инспекция: Деформация, оток, екхимоза, меко-тъканно увреждане, открити рани, напрегнатост на кожата над краищата на фрагментите.

Палпация: Болезненост, локализирана на фрактурното място (точкова болезненост над костното изпъкване е силно насочваща за фрактура); палпируемо стъпало, процеп или крепитация (абнормната подвижност и скърцащото усещане от триенето на фрагментите един в друг — признак, който трябва да се търси внимателно и само при необходимост поради дискомфорта и риска от допълнително меко-тъканно увреждане).

Обем на движение: Загуба на движение в ставата, съседна на фрактурата; абнормно движение на самото фрактурно място.

Съдово-нервна оценка: Единственият най-важен компонент на клиничния преглед при всяка фрактура. Оценка на пулсовете дистално от фрактурата; капилярно пълване; сетивност в кожните зони на инервация на всеки голям нерв, пресичащ фрактурата; двигателна функция на всяка мускулна група, инервирана от тези нерви. Прегледът трябва да бъде документиран при всеки случай, а промените с времето трябва да се следят и да се реагира на тях.

Компартменти: Оценка на компартментното напрежение. Тежката болка, несъразмерна с привидното нараняване, болката при пасивно разтягане на мускулите в компартмента, сетивните нарушения в зоните на инервация на нервите в компартмента и палпируемото компартментно напрежение са кардиналните признаци на компартмент синдрома — разгледани подробно в главата за компартмент синдрома.

Съпровождащи наранявания: Системно обследване за идентифициране на другите наранявания, които може да са пропуснати при началната оценка.

Кардинални клинични признаци на фрактурата Класическите клинични признаци на фрактурата включват: болка (добре локализирана на фрактурното място); оток; деформация; загуба на функция; абнормна подвижност; и крепитация. Не всички признаци присъстват при всяка фрактура; недислоцираните фрактури може да имат само болка и оток, докато силно дислоцираните показват всички кардинални признаци. Всеки фрактурен тип има свой собствен модел на клинична изява.

Рентгенографска диагноза

Нативна рентгенография Нативните рентгенографии остават основата на образната диагностика на фрактурите. Общите принципи включват:

Две ортогонални проекции: Единична проекция може да скрие съществена деформация в перпендикулярната равнина; две проекции под прав ъгъл една спрямо друга са задължителни за адекватна оценка на всяка фрактура.

Включване на ставите над и под фрактурата: Фрактура в диафизата може да е свързана с увреждане на съседните стави (класическият „еквивалент на Monteggia” — фрактура на диафизата на радиуса с проксимална радиоулнарна луксация, или „еквивалентът на Galeazzi” — с дистална радиоулнарна луксация, са примери защо принципът има значение).

Прилагане на стандартни проекции, подходящи за региона: Всеки анатомичен регион има специфични проекции, оптимизиращи визуализацията (mortise проекция за глезена, проекции на Judet за ацетабулума и т.н.).

Сравнение с контралатералната страна при съмнение: Особено полезно при педиатрични фрактури, при които физеалните линии могат да бъдат объркващи.

Повторна оценка при нужда: Контролните рентгенографии на 7–10-я ден могат да разкрият първоначално окултни фрактури, тъй като резорбцията на фрактурната линия ги прави по-видими.

КТ и МРТ Компютърната томография (КТ) е образният метод на избор при сложни вътреставни фрактури (ацетабулум, тибиално плато, дистален радиус, калканеус), при фрактури на сложни анатомични региони (таз, гръбначен стълб), при оценка на фрактурната морфология, когато нативните рентгенографии са неадекватни, и все по-често като първичен образен метод при голяма травма. Триизмерната реконструкция дава допълнителна информация за хирургичното планиране.

Магнитно-резонансната томография (МРТ) е методът на избор при окултни фрактури (стресови фрактури, окултни фрактури на тазобедрената става), при оценка на съпровождащото меко-тъканно и лигаментно увреждане, и при специфични ситуации, включително съмнение за увреждане на гръбначния мозък и сложни вътреставни наранявания.

Другите образни методи Костната сцинтиграфия е полезна при окултни фрактури, стресови фрактури и метастатично заболяване, но се използва по-рядко в съвременната практика с наличието на МРТ. Ехографията има ограничена роля в диагнозата на фрактурите, но се използва все по-широко при меко-тъканни и ребрени фрактури и при избрани педиатрични фрактури.

Третичното обследване

Третичното обследване — комплексен системен преглед на пациента с травма 24–72 часа след постъпването — е критична концепция в грижата за травмирания. Принципът е, че

наранявания могат да бъдат пропуснати в хаоса на началната травматологична реанимация, а умишленото системно преразглеждане след стабилизиране на пациента идентифицира тези пропуснати наранявания. Третичното обследване включва преглед от глава до пети, преглед на цялата образна документация и обсъждане на нови симптоми. Пропуснатите ортопедични наранявания (фрактури на ребрата, ръката, ходилото, прешлените) са особено чести находки при третичното обследване.

Общи принципи на лечение на фрактурите

Принципите на лечение на фрактурите, формулирани от Фондацията AO и разработени в съвременната фрактурна хирургия, включват четири кардинални цели: (1) анатомична репозиция на фрактурните фрагменти, особено при вътреставните фрактури; (2) стабилна фиксация, съответстваща на фрактурния модел и характеристиките му; (3) запазване на васкуларизацията на костните фрагменти и на обкръжаващите меки тъкани; (4) ранна функционална рехабилитация на засегнатата(ите) става(и) и крайника с цел предотвратяване на скованост и атрофия.

Тези принципи са се развивали в продължение на десетилетия, като по-новият акцент пада върху „биологичната фиксация” — запазване на меко-тъканния обвит и васкуларизацията на фрактурните фрагменти, приемане на непълна репозиция в много случаи в полза на запазване на биологията, необходима за зарастване. Разработването на заключващи плаки, интрамедуларни пирони и минимално инвазивни техники отразява този биологичен подход.

Обобщение и ключови изводи

Класификацията, биомеханиката и диагнозата на фрактурите съставляват основата на травматологичната ортопедия. Костта е анизотропен, вискоеластичен материал, който се разрушава в предвидими модели при различни видове натоварване — напречни при разтегляне, коси при компресия, спираловидни при торзия, клиновидни при огъване и комбинации от тях. Всеобхватната класификация на AO/OTA осигурява международна стандартизация, а специфичните класификации за всеки анатомичен регион разглеждат особените характеристики на съответния тип фрактура. Меко-тъканното увреждане, придружаващо фрактурите, е поне толкова важно, колкото и костното увреждане, и се степенува по класификацията на Gustilo-Anderson (открити фрактури) и класификацията на Tscherne (закрити наранявания). Клиничната диагноза следва систематична анамнеза и физикален преглед с акцент върху съдово-нервния статус и компартментите. Нативните рентгенографии в две ортогонални проекции остават основата на образната диагностика, с КТ при сложни вътреставни и тазови фрактури и МРТ при окултни фрактури и оценка на меките тъкани. Четирите кардинални цели на лечението на фрактурите — анатомична репозиция (особено при вътреставни фрактури), стабилна фиксация, запазване на васкуларизацията и ранна функционална рехабилитация — ръководят терапевтичните решения при всички фрактурни типове. Третичното обследване идентифицира пропуснатите наранявания при възстановяващия се пациент с травма.