Биомеханически предплечье состоит из двух компонентов: оси и рычага. Ось – это локтевая кость, которая несет на себе статическую нагрузку вместе с плечом всей верхней конечности. Лучевая кость – это рычаг. Основная функция этого рычага – вращение [4,5,7]. Лучевая и локтевая кости – это два противоположных конуса. Кости в сегменте предплечья расположены параллельно между собой. В проксимальном отделе лучевая и локтевая кости окружены относительно крупным мышечным массивом. Помимо эстетического предназначения для верхней конечности, предплечье помогает локтевому суставу, кисти осуществлять простые, но в то же время важные и необходимые для человека функции. Средний сегмент предплечья представлен диафизами лучевой и локтевой костей, соединенными межкостной мембраной, и вместе с проксимальным и дистальным сочленениями способствует супинации и пронации [3].
Большинство анатомов и клиницистов рассматривают предплечье в виде трех отделов: проксимального, диафизарного и дистального. Проксимальный отдел предплечья представлен головкой и шейкой лучевой кости, венечным и локтевым отростками, которые образуют блоковидную вырезку локтевой кости. Лучевая и локтевая кости в проксимальном отделе сочленяются с дистальным концом плечевой кости, образуя плечелучевой и плечелоктевой суставы, а также взаимодействуют между собой [4,5]. Головка лучевой кости (caput radii) образует две анатомо-функционально значимые поверхности: торцевую и боковую. Торцевая поверхность, называемая суставной ямкой, сочленяется с головчатым возвышением плечевой кости. Боковая поверхность контактирует с лучевой вырезкой локтевой кости в проксимальном лучелоктевом сочленении. При рентгенологическом исследовании положение головки лучевой кости не строго прямое, так как она располагается под углом относительно продольной оси. Градус углового отклонения может быть различным в зависимости от индивидуальной изменчивости, что следует учитывать при рентгенологических исследованиях. Головка лучевой кости, по сравнению с другими отделами предплечья, является внутрисуставным образованием и слабо кровоснабжается. В клинике слабость кровоснабжения опасна из-за высокой вероятности ее асептического некроза при различных повреждениях, что требует от хирургов максимальной органосохранности при оперативном лечении [5]. Форма головки цилиндрическая, благодаря такой форме возможна осевая ротация лучевой кости, а также сгибание и разгибание в локтевом суставе. Сочленяясь с головочкой мыщелка плечевой кости, caput radii способна автономно ротировать лучевую кость независимо от объема сгибания или разгибания в локтевом суставе. Головка лучевой кости в плечелучевом сочленении обеспечивает статическую стабильность локтевого сустава. Динамическая стабильность обеспечивается связочным и мышечным аппаратом. Вместе с внутренней коллатеральной связкой она препятствует вальгусному отклонению предплечья в статическом положении. Помимо стабилизирующей функции локтевого сустава головка лучевой кости в сочленении с головочкой мыщелка плечевой кости берет на себя 40–60 % осевой нагрузки, проходящей через локтевой сустав, а при максимальной работе сустава, связанной с мышечным напряжением, осевая нагрузка на плечелучевое сочленение возрастает до 90 %. Этим и объясняется тот факт, что при патолого-анатомических исследованиях локтевых суставов у пожилых лиц находят выраженные дегенеративно-дистрофические изменения в плечелучевом сочленении. За счет взаимодействия головок лучевой и мыщелка плечевой костей возможна ротация, флексия и экстензия предплечья [8]. В отношении шейки лучевой кости современные литературные источники дают скудные данные, шейка описывается лишь как промежуточный сегмент, отделяющий головку от остальных анатомических образований лучевой кости [1,3,6], а сама шейка охватывается кольцевидной связкой [5]. Отдельно выделяется также и бугристость лучевой кости, которая служит прикреплением к двуглавой мышце плеча. В интерпретации рентгенограмм положение бугристости является маркером оценки ротационного положения лучевой кости [5, 6].
Проксимальный отдел локтевой кости представлен блоковидной вырезкой, которая образована венечным и локтевым отростками. За счет сочленения вырезки с блоком плечевой кости обеспечивается стабильность локтевого сустава, а также сгибание и разгибание в нем [5].
Венечный отросток – стабилизатор локтевого сустава, клиническая значимость его подтверждается развитием нестабильности в локтевом суставе при переломах второго и третьего типов [1]. Анатомически венечный отросток имеет две поверхности, которые ряд авторов называют передняя и задняя, или наружная и внутренняя. Задняя поверхность или внутренняя располагается внутри сустава, образуя часть блоковидной вырезки. Передняя или наружная поверхность располагается вне локтевого сустава и служит точкой прикрепления его суставной сумки [5]. Проекционно со стороны лучевой кости у венечного отростка имеется лучевая вырезка для сочленения с головкой лучевой кости, а у основания отростка имеется бугристость для прикрепления плечевой мышцы [3, 6].
Локтевой отросток (olecranon) пальпируется клинически, причем максимальное его выстояние отмечается при положении сгибания в локтевом суставе [3, 6]. Определенное клиническое значение olecranon имеет в диагностике, когда вместе с медиальным и латеральным надмыщелками плечевой кости образуют равнобедренный треугольник Гютера. Нарушение равнобедренности данного треугольника указывают на наличие внутрисуставных повреждений в локтевом суставе [5].
Проксимальное лучелоктевое сочленение идеально конгруэнтный сустав, входящий в состав локтевого [5]. Данный сустав по типу соединения костей является цилиндрическим и вместе с дистальным лучелоктевым сочленением функционально образует единый сустав, отвечающий за супинацию и пронацию предплечья. В результате супинационных и пронационных движений локтевая кость остается неподвижной, вращается лишь лучевая [3]. В образовании проксимального лучелоктевого сочленения принимает участие боковая поверхность головки лучевой кости, называемая также суставной окружностью, и лучевая вырезка локтевой кости, располагающаяся на венечном отростке [1, 3,5, 6, 9].
Ряд связок проксимального отдела предплечья объединяет лучевую и локтевую кости как между собой, так и с плечевой костью в локтевом суставе [1-6, 9]. Вообще практически весь связочный комплекс в этом сегменте предплечья является стабилизирующим образованием лучевой и локтевой костей между собой, также отмечена и роль стабилизации данных связок в локтевом суставе в целом [1,3,5,6,9]. Кости предплечья, сочленяясь с плечевой костью, латерально и медиально удерживаются при помощи связок [2,5]. Ряд авторов описывают каждую связку в отдельности [1,3,5,6], другие рассматривают связки как комплексы: латеральный и медиальный [2].
Латеральный связочный комплекс включает в себя: кольцевую, лучевую коллатеральную, латеральную локтевую коллатеральную и добавочную коллатеральную связки [2]. Адельберт И. Капанджи (2014) делит весь связочный аппарат в проксимальном сегменте предплечья на внутреннюю латеральную и наружную латеральную связки, каждая из этих связок включает в себя: передний, средний и задний пучки. Лучевая коллатеральная связка на плечевой кости прикрепляется к латеральному надмыщелку [1] и огибает головку лучевой кости спереди и сзади, прикрепляясь к бугристости лучевой кости [6]. По мнению других авторов, лучевая коллатеральная связка, делясь на два пучка (передний и задний), охватывает шейку лучевой кости, передний пучок прикрепляется к блоковидной вырезке, задний вплетается в кольцевидную связку [1].
В.И. Зоря, А.В. Бобовников (2010), В.П. Немсадзе, Н.П. Шастин (2009) считают, что лучевая коллатеральная связка вплетается в кольцевидную, а локтевая коллатеральная связка прикрепляется к супинационной бугристости локтевой кости, туда же прикрепляется и добавочная коллатеральная связка, которая начинается от кольцевидной. Некоторые авторы, упрощая анатомическую терминологию, называют весь связочный комплекс с лучевой стороны – наружной латеральной связкой. Наружная латеральная связка передним и средним пучками укрепляет кольцевидную связку, причем передний пучок вплетается в саму связку, средний проходит над ней и прикрепляется к супинационной бугристости локтевой кости, а задний, начинаясь от латерального надмыщелка, прикрепляется к блоковидной вырезке [4].
Кольцевидная связка начальную и конечную точки прикрепления имеет в лучевой вырезке локтевой кости, таким образом, охватывая проксимальный отдел лучевой кости (головку и шейку), и не прикрепляется к лучу вообще [1,2,5,6]. Кольцевая связка одна из ключевых связок, стабилизирующих проксимальный отдел предплечья. При повреждениях в области плечелучевого сочленения, кольцевая связка способна брать на себя функцию поврежденного сустава [5]. Эта связка помимо прикрепления к локтевой кости укреплена лучевой коллатеральной связкой [1-4,6]. При избыточной варусной нагрузке кольцевая связка может быть укреплена добавочной латеральной коллатеральной связкой, которая описывается некоторыми авторами [2].
Надежность стабилизации проксимального лучелоктевого сочленения обеспечивается также квадратной связкой, которая прикрепляется одним своим краем к кольцевидной связке, а другим к лучевой вырезке локтевой кости [1,2,5].
С внутренней или локтевой стороны проксимальный отдел предплечья стабилизирует медиальный связочный комплекс или внутренняя латеральная связка [2,4], называемая также – локтевая коллатеральная связка [1,3,6,9]. С внутренней стороны связочный аппарат прикрепляется к медиальному надмыщелку плечевой кости и идет к проксимальному отделу локтевой кости, прикрепляясь к венечному отростку и к блоковой вырезке [1-3,6,9]. Описываются также варианты стабилизации медиального связочного комплекса передним пучком кольцевой связки лучевой кости [4].
Отдельно выделяют также и добавочную поперечную связку Cooper, которая крепится на внутренних поверхностях венечного и локтевого отростков. Стабилизирующая функция этой связки ставится под сомнение, так как точки прикрепления ограничены одной локтевой костью без охватов и огибаний лучевой кости [2].
Весь связочный аппарат предплечья обладает определенным запасом прочности, лишь кольцевая связка является относительно слабой. Эта связка при переломах и вывихах головки лучевой кости может разрываться на протяжении. Остальные связки способны отрываться лишь при значительных механических усилиях в месте прикрепления их к костям [3].
Кроме стабилизации связочным аппаратом проксимальный отдел предплечья укрепляется еще капсулой локтевого сустава [5] и мышцами [4].
Проксимальные отделы лучевой и локтевой кости, участвующие в образовании локтевого сустава, несут в себе функцию сгибания и разгибания предплечья. В осуществлении пронации и супинации проксимальный лучелоктевой сустав работает в содружестве с дистальным. Сгибание и разгибание предплечья, супинация, пронация осуществляются посредством мышечного аппарата. Кроме того, мышечный слой в данном сегменте несет в себе еще и механическую защиту лучевой и локтевой костей, а также и динамическую стабилизацию. В клиническом аспекте мышечный аппарат за счет своего массива может влиять на выраженность симптоматики при переломах. Данное свойство зависит от того, насколько кость покрыта мышцами: чем больше покрытие кости, тем малоинформативной будет симптоматика. При переломах тракционное действие мышц определяет смещение отломков. Описана также механическая защита мышцами сосудов и нервов от костных отломков [5].
К бугристости лучевой кости крепится двуглавая мышца плеча, основные задачи которой – это сгибание и супинация. В проксимальном отделе лучевой кости латерально ниже ее шейки прикрепляется мышца-супинатор. Данная мышца между бугристостью и точкой прикрепления круглого пронатора имеет точки прикрепления на лучевой коллатеральной и кольцевой связках, а также на супинационной бугристости локтевой кости. Супинатор охватывает проксимальный отдел лучевой кости сзади и латерально выше и ниже бугристости. Основная функция мышцы соответствует ее названию – супинация предплечья. Не прикрепляясь к проксимальному отделу лучевой кости, но проходят через него и тем самым обеспечивают покровную защиту: m.pronator teres, m. brachioradialis [1,2,3,5,6].
В области проксимального отдела локтевой кости прикрепляется локтевая мышца (m.anconaeus). Она идет от латерального надмыщелка лучевой коллатеральной связки и фасции предплечья и прикрепляется к задней поверхности верхней трети метадиафиза локтевой кости, а также к локтевому отростку. Локтевая мышца стабилизирует сустав за счет вальгусного отклонения при полном разгибании предплечья, а также при варусном действии m.pronator teres. Ряд авторов отводят локтевой мышце ту же функцию, что и трехглавой мышце [3,5].
К супинационной бугристости и венечному отростку прикрепляется плечевая мышца, которая начинается от н/3 плечевой кости. Данная мышца покрыта двуглавой мышцей и основной ее функцией является участие в сгибании предплечья [3,5]. В клиническом аспекте тракция плечевой мышцы приводит к вторичному смещению отломков при переломе диафиза локтевой кости и переднему смещению локтевого отростка при его отрыве, хотя такие виды смещения редки в травматологии [5].
К венечному отростку и бугристости локтевой кости прикрепляется круглый пронатор, который имеет еще и точку прикрепления в области медиального надмыщелка. Основная функция этой мышцы соответствует ее названию – пронация предплечья. Описано также ее участие в сгибании предплечья [5,6]. К локтевому отростку прикрепляется сухожилие одного из основных разгибателей предплечья – трехглавая мышца, которая за счет своих головок соединяет лопатку, плечевую кость и локтевой отросток. При переломах локтевого отростка трехглавая мышца способствует его смещению кзади [1,3,5].
В клиническом аспекте представляется важным деление плечевой артерии на лучевую и локтевую на уровне шейки лучевой кости. Лучевая артерия проходит медиальнее плечелучевой мышцы. Локтевая артерия возле шейки лучевой кости подходит под круглым пронатором и идет дальше к с/3 предплечья. Локтевой нерв в верхнем отделе предплечья отличается подвижностью и не фиксирован жестко, поэтому травмирование его в этом сегменте происходит редко [5,6]. Лучевой нерв на уровне локтевого сустава делится на поверхностную и глубокую ветви. Глубокая ветвь лежит над головкой и шейкой лучевой кости, в связи с чем возможны вторичные неврологические нарушения при переломах в этой зоне. В области проксимального отдела предплечья на середине венечного отростка проецируется срединный нерв, поэтому в клинике необходимо учитывать такое расположение нерва при планировании операций [5].
Проксимальный отдел предплечья вместе с сочленяющимися суставными поверхностями плечевой кости представляет собой сложный анатомический и биомеханический комплекс, отличающийся общей анатомической и возрастной изменчивостью. Переломы и вывихи в данной области встречаются достаточно часто у детей, имеют ряд возрастных особенностей и отличий как в диагностике, так и в лечении от аналогичных повреждений у взрослых. На сегодняшний день в литературе отсутствуют протоколы лечения повреждений в проксимальном отделе предплечья и сочленяющихся с ним дистальных отделов плечевой кости на различных уровнях: районная больница, областной центр. При переломах головочки мыщелка плечевой кости нет четких сформулированных критериев рентгенологической диагностики, позволяющих врачам амбулаторного звена и районных больниц своевременно направлять детей в профильные стационары. В современной литературе не уделяется должного внимания случаям ошибок и осложнений при данных переломах.
При переломах головки и шейки лучевой кости у взрослых методики лечения обладают высокой хирургической агрессией, поэтому большинство из них не может применяться в педиатрической практике. Те методы репозиции переломов шейки лучевой кости у детей, которые имеются в арсенале детских хирургов, биомеханически сложны, что не позволяет врачам – общим хирургам районных больниц, детским хирургам областного центра без соответствующего опыта оказывать квалифицированную помощь.
В настоящее время отмечаются осложнения при переломо-вывихах в области локтевого сустава у детей. Связано это с отсутствием алгоритмов рентгенологической и клинической диагностики переломо-вывихов в неспециализированных ЛПУ.