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2021年外固定應(yīng)用新進(jìn)展盤點(diǎn)

 Zhaojunchao404 2022-02-11

來源:中國(guó)老年保健協(xié)會(huì)骨關(guān)節(jié)保護(hù)與健康分會(huì)外固定與矯形學(xué)組

作者:?jiǎn)啼h,石博文

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外固定是創(chuàng)傷骨科和矯形外科一項(xiàng)必不可少的工具。早些年,外固定主要用骨折的治療。自G.A.Ilizarov教授創(chuàng)立的經(jīng)典的環(huán)形外固定架及牽拉-成骨法則以來,外固定在創(chuàng)傷骨折、骨缺損修復(fù)及肢體矯形方面的應(yīng)用越來越廣泛。本文將從創(chuàng)傷骨折、骨缺損、畸形矯正、六軸外架四個(gè)方面回顧近一年外固定應(yīng)用方面的最新進(jìn)展。


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創(chuàng)傷骨折

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雖然骨折內(nèi)固定治療是臨床骨科醫(yī)生的首先選擇,但外固定在高能量損傷、開放性骨折的治療中仍發(fā)揮著不可替代的作用。Gianluca等[1]采用早期跨關(guān)節(jié)外固定、延期內(nèi)固定(平均6天)的方法治療24例高能量損傷的脛骨平臺(tái)骨折,其中C3型占58.3%,Schatzker V-VI占79.1%,最后沒有1例出現(xiàn)深部感染,他們推薦這種治療模式。一項(xiàng)系統(tǒng)性研究[2]比較牽拉成骨技術(shù)和誘導(dǎo)膜技術(shù)治療因Gustilo-AndersonⅢ型開放骨折導(dǎo)致的骨缺損,結(jié)果顯示牽拉成骨技術(shù)骨愈合率更好、感染發(fā)生率更低,但作者認(rèn)為仍需納入更多高等級(jí)的證據(jù)來評(píng)價(jià)兩種治療方法。Giannoudis等人[3]采用環(huán)形外固定治療169例脛骨遠(yuǎn)端骨折,其中28%為開放性骨折,63%為關(guān)節(jié)內(nèi)骨折,165例(98%)獲得骨性愈合,拆除外固定后6個(gè)月按照Paley評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),踝關(guān)節(jié)評(píng)價(jià)優(yōu)良率為62%,作者認(rèn)為環(huán)形外固定治療脛骨遠(yuǎn)端骨折愈合率高、嚴(yán)重并發(fā)癥發(fā)生率低,是一種安全、有效的治療方法。

Liu等[4]采用臨時(shí)性六軸支架治療23例脛骨干骨折單邊支架術(shù)后力線不佳的病例,所有病例均在2周內(nèi)更換六軸支架,力線矯正滿意后再更換為單邊支架作為終末治療,結(jié)果顯示平均矯正時(shí)間為4天,最終均獲得良好的骨折對(duì)位。Patel等[5]回顧性分析75例脛骨嚴(yán)重開放性骨折的病例資料,其中26例為Gustilo-Anderson 3A,47例為3B,2例為3C;9例采用髓內(nèi)釘內(nèi)固定,61例采用泰勒空間支架固定,5例采用Masquelet技術(shù)(髓內(nèi)釘、二期植骨),結(jié)果顯示感染率為6.7%,不愈合率4%,再骨折率2.7%,整體保肢率98.7%,作者認(rèn)為1-3A型開放性骨折可以使用髓內(nèi)釘內(nèi)固定治療,3B/C最佳治療是環(huán)形外固定。Liu等[6]采用六軸支架治療25例高能量脛骨干骨折,通過3D重建和Mimics軟件模擬骨折復(fù)位和畸形矯正,通過電子處方復(fù)位骨折,均獲得良好的骨折對(duì)位和功能恢復(fù),作者認(rèn)為此治療方法適用于嚴(yán)重軟組織損傷無法內(nèi)固定治療的復(fù)雜病例。

喬鋒等[7-9]利用自主研發(fā)的3D打印骨科外固定架(QF)和數(shù)字六軸外架(QSF)治療脛骨骨折,獲得良好的臨床療效。3D打印骨科外固定架具有自動(dòng)復(fù)位骨折功能,4根螺紋連接桿與骨的軸線平行,通過旋擰調(diào)節(jié)螺母,調(diào)節(jié)兩個(gè)固定環(huán)之間的距離,實(shí)現(xiàn)對(duì)骨折斷端軸向應(yīng)力的調(diào)節(jié)和固定方式的轉(zhuǎn)換,早期堅(jiān)強(qiáng)固定,中期加壓固定,后期彈性固定。復(fù)位過程無需透視,不依賴醫(yī)生經(jīng)驗(yàn),手術(shù)時(shí)間短,可以不用麻醉,術(shù)后即可完全負(fù)重下地行走,復(fù)位精確,固定合理,操作簡(jiǎn)便。數(shù)字六軸外架QSF配套軟件基于CT數(shù)據(jù),與國(guó)際同類產(chǎn)品比較,復(fù)位精確,固定牢靠,操作簡(jiǎn)便,學(xué)習(xí)曲線短。

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圖1:QF治療脛腓骨骨折

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圖2:QSF治療脛腓骨骨折

Glatt等[10]在山羊骨折動(dòng)物模型上發(fā)現(xiàn)反向動(dòng)力化可以加速骨愈合的速度和強(qiáng)度。所謂反向動(dòng)力化即使用外固定固定骨折初期不牢固固定,允許骨折斷端出現(xiàn)微動(dòng),術(shù)后3周后再牢固固定支架來保護(hù)初期新生的血管。這一創(chuàng)新性研究挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)支架動(dòng)力化的理念。Lobst等[11]設(shè)計(jì)了一種改良肩部動(dòng)力化螺栓,通過生物力學(xué)試驗(yàn)驗(yàn)證了這種動(dòng)力化裝置可以增加軸向的微動(dòng),而不會(huì)增加剪切方向的活動(dòng)。

Rosteius等[12]采用髓內(nèi)鋼纜搬運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)行骨搬移治療42例脛骨骨缺損,平均骨缺損7.7cm,作者認(rèn)為采用髓內(nèi)鋼纜搬運(yùn)系統(tǒng)和Ilizarov環(huán)形支架進(jìn)行骨搬移的方法治療脛骨骨缺損合并復(fù)雜感染或軟組織疾患是切實(shí)可行的,但在治療過程應(yīng)考慮可能發(fā)生并發(fā)癥和再手術(shù)翻修。

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骨缺損

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Solomin等[13]比較Ilizarov骨搬移和髓內(nèi)釘插入下骨搬移治療全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后感染導(dǎo)致的嚴(yán)重膝關(guān)節(jié)周圍骨缺損,作者認(rèn)為髓內(nèi)釘插入下骨搬移可以顯著減少外固定支架的時(shí)間、降低外固定支架和更大的幾率獲得正常的機(jī)械力線。

Yalikun等[14]回顧性分析采用Ilizarov骨搬移技術(shù)治療149例脛骨創(chuàng)傷后骨髓炎的病例資料,結(jié)果顯示既往手術(shù)次數(shù)(大于3次)、骨暴露、綠膿桿菌感染都是術(shù)后感染復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)因素。

Xu等[15]報(bào)道通過兩平面骨搬移治療31例大范圍骨缺損合并軟組織缺損的病例,軟組織的缺損通過牽拉骨斷端軟組織而緩慢的修復(fù)。作者認(rèn)為這種方法是實(shí)施皮瓣覆蓋的替代方法,但骨的斷端必須有軟組織覆蓋。Kinik等[16]回顧性分析采用徹底清創(chuàng)骨段切除、環(huán)形支架骨搬移技術(shù)治療30例脛骨感染性骨不連的病例資料,平均隨訪32.5個(gè)月,平均牽拉成骨9.5cm,外固定指數(shù)1.49月/cm,作者認(rèn)為骨搬移是根除感染、獲得骨愈合的一種安全的方法。本組患者的外固定指數(shù)、外固定時(shí)間、并發(fā)癥及骨、功能評(píng)價(jià)與小節(jié)段缺損的文獻(xiàn)報(bào)道沒有區(qū)別。

Park等[17]比較插入髓內(nèi)釘下骨搬移(bone transport over a nail, BTON)和插入鋼板下骨搬移(bone transport over a plate, BTOP)治療節(jié)段性脛骨骨缺損的療效。共36例平均骨缺損大于4cm的脛骨骨缺損患者納入研究,結(jié)果顯示兩組均可以顯著的縮短外固定時(shí)間,而最終的治療結(jié)果兩組相似。但BTOP組外固定時(shí)間、外固定指數(shù)均較BTON組更小。

一項(xiàng)系統(tǒng)性回顧和meta分析納入11項(xiàng)共210例感染性骨缺損病例資料(平均骨缺損大于8cm),評(píng)估Ilizarov技術(shù)結(jié)合抗生素骨水泥治療感染性不愈合的療效。Deng等[18]報(bào)道感染復(fù)發(fā)率為6.99%,他們認(rèn)為Ilizarov骨搬移結(jié)合抗生素骨水泥占位器的方法是有效的。Liu等[19]回顧性分析10年間采用骨搬移技術(shù)修復(fù)骨缺損的282例患者的病例資料,共發(fā)生189個(gè)問題(problems),166個(gè)阻礙(obstachles)和406個(gè)并發(fā)癥(257小并發(fā)癥和149個(gè)大并發(fā)癥)。作者認(rèn)為骨搬移是重建骨缺損的可靠方法,意識(shí)到可預(yù)見的并發(fā)癥有助于預(yù)防或早期發(fā)現(xiàn)可預(yù)測(cè)的并發(fā)癥,從而改善風(fēng)險(xiǎn)和效益平衡。

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畸形矯正

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在G.A.Ilizarov教授誕辰100周年之際,Zhu等[20]回顧了外固定技術(shù)在中國(guó)近50年的發(fā)展歷程,尤其是近31年Ilizarov技術(shù)在中國(guó)發(fā)展迅速。中國(guó)學(xué)者在治療上百萬病人的過程中總結(jié)了很多獨(dú)特的經(jīng)驗(yàn),也做出了值得分享給全世界的技術(shù)改進(jìn)。一項(xiàng)多中心研究采用外固定結(jié)合彈性髓內(nèi)釘治療先天肢體短縮,共納入70例患者,其中19例股骨單平面延長(zhǎng),35例脛骨單平面延長(zhǎng),16例脛骨雙平面延長(zhǎng)。結(jié)果顯示鈦合金和羥基磷灰石涂層的彈性髓內(nèi)釘均可以獲得良好的治療效果,并且減少外固定時(shí)間,兩者之間沒有明顯區(qū)別,彈性髓內(nèi)釘直徑/髓腔最窄直徑的比率小于0.15時(shí),支架拆除后骨延長(zhǎng)部位發(fā)生骨折的風(fēng)險(xiǎn)增高[21]。

涉及足踝畸形的Charcot骨關(guān)節(jié)病是一種處理非常棘手的疾病,傳統(tǒng)的手術(shù)治療包括廣泛的手術(shù)暴露、骨切除、即刻矯治和內(nèi)固定,但不適用于存在活動(dòng)性潰瘍、感染和骨質(zhì)量差的病人。Lahoti等[22]應(yīng)用Taylor Spatial Frame治療10例伴有潰瘍、畸形的Charcot骨關(guān)節(jié)病患者,長(zhǎng)期隨訪7-10年。作者認(rèn)為TSF為復(fù)雜高風(fēng)險(xiǎn)的Charcot神經(jīng)關(guān)節(jié)病變的足踝部畸形的治療提供了一種可替代傳統(tǒng)手術(shù)的方法。Zeng等[23]采用改良的Ilizarov方法治療77例脊柱裂導(dǎo)致的伴有潰瘍的足踝部畸形患者,一期手術(shù)包括軟組織手術(shù)、截骨、Ilizarov技術(shù),未行清創(chuàng)、皮瓣覆蓋、細(xì)菌培養(yǎng)等特殊治療。所有患者均獲得穩(wěn)定的足,同時(shí)足踝部畸形均獲得矯正,作者認(rèn)為此方法是治療脊柱裂導(dǎo)致的伴有潰瘍的足踝部畸形的有效方法,治療時(shí)間短、并發(fā)癥少。Matsushita等[24]采用非限制Ilizarov支架治療9例馬蹄足畸形患者,馬蹄足畸形平均40°,此支架很少使用鉸鏈,術(shù)前影像學(xué)證實(shí)踝關(guān)節(jié)對(duì)應(yīng)關(guān)系正常沒有固定性骨性畸形,平均隨訪76個(gè)月,作者認(rèn)為此方法可以安全、緩慢的矯正馬蹄足畸形而避免發(fā)生距骨脫位,但在某些病例可能需要踝關(guān)節(jié)融合等額外的手術(shù)。

Messner等[25]比較Taylor Spatial Frame和Orthex六軸外架在兒童畸形矯正方面的療效,結(jié)果顯示兩種外固定系統(tǒng)均可以獲得可靠、準(zhǔn)確的畸形矯正,但Orthex系統(tǒng)骨再生質(zhì)量更優(yōu)且能夠顯著降低針道感染。Johnson等[26]使用六軸外固定治療6例膝關(guān)節(jié)反張畸形,平均矯正11.4°膝關(guān)節(jié)反張。作者認(rèn)為六軸支架是可以安全、精準(zhǔn)的矯正膝關(guān)節(jié)反張畸形,并且并發(fā)癥發(fā)生率低。

王學(xué)等[27]利用國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的數(shù)字六軸外架(QSF)治療膝關(guān)節(jié)復(fù)雜畸形,鐘豪良等[28]利用QSF治療成人Blount 病,均取得良好療效。該數(shù)字六軸外架配套軟件基于CT數(shù)據(jù),亦是目前國(guó)際上唯一的基于CT數(shù)據(jù)的配套軟件,所以復(fù)位精度更高,而且其復(fù)位精度不受外固定架的安裝位置、X線放大率、拍攝角度等的影響。所以與國(guó)際上的其它六軸外架產(chǎn)品比較,具有復(fù)位精度高,操作簡(jiǎn)便、學(xué)習(xí)曲線短等優(yōu)點(diǎn)。臨床使用時(shí),醫(yī)生不需要測(cè)量骨折或畸形的6個(gè)移位參數(shù),以及環(huán)的4個(gè)安裝參數(shù),后臺(tái)工程師根據(jù)CT數(shù)據(jù)計(jì)算6根連接桿的調(diào)節(jié)數(shù)據(jù),醫(yī)生根據(jù)該數(shù)據(jù),將各連接桿的長(zhǎng)度調(diào)節(jié)到位即可。優(yōu)點(diǎn)是復(fù)位精度高,對(duì)外固定架的安裝無特殊要求,操作更簡(jiǎn)便,降低醫(yī)生的學(xué)習(xí)曲線,同時(shí)大大簡(jiǎn)化了臨床醫(yī)生的繁瑣工作,也不需要醫(yī)生學(xué)習(xí)掌握軟件操作。但由于不是醫(yī)生自己測(cè)量和軟件運(yùn)算,所以不能實(shí)時(shí)獲得處方。

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圖3:QSF結(jié)合內(nèi)固定治療雙側(cè)Blount病 a:術(shù)前雙下肢力線;b:畸形分析:股骨外翻,脛骨內(nèi)翻、內(nèi)旋、短縮;c、右側(cè)股骨遠(yuǎn)端閉合截骨即時(shí)矯正內(nèi)固定、六軸外架緩慢矯正脛骨畸形;d:左側(cè)股骨遠(yuǎn)端內(nèi)側(cè)閉合截骨即時(shí)矯正內(nèi)固定、六軸外架緩慢矯正脛骨畸形;e:雙側(cè)矯形術(shù)后,力線恢復(fù)良好,內(nèi)旋糾正,雙下肢等長(zhǎng)。

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六軸外架

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六軸空間支架在使用過程中必須測(cè)量支架的參數(shù),并將其輸入配套的電腦軟件才能出具相應(yīng)的電子處方。參數(shù)測(cè)量的準(zhǔn)確性直接決定了矯形的精準(zhǔn)度。石博文等[29]比較術(shù)中透視與術(shù)后CT兩種方法測(cè)量泰勒空間支架安裝參數(shù)的精準(zhǔn)度,透視法和CT掃描法均可以獲得TSF的安裝參數(shù)。但CT法測(cè)量安裝參數(shù)更精準(zhǔn),手術(shù)時(shí)間更短及電子處方數(shù)量更少。Gessmann等[30]比較三種測(cè)量泰勒空間支架安裝參數(shù)的方法,即方法A組為在PACS系統(tǒng)上直接測(cè)量獲得參數(shù),B組為放置標(biāo)志球消除放大率后在PACS系統(tǒng)上測(cè)量獲得參數(shù),C組為放置標(biāo)志球消除放大率后在C型臂透視影像上測(cè)量獲得參數(shù)。結(jié)果顯示A組測(cè)量誤差較大,作者認(rèn)為使用標(biāo)志球和放大率校準(zhǔn)軟件可以減小誤差和改善矯正治療。

以色列的OrthoSpin公司研發(fā)出可以完全自動(dòng)調(diào)節(jié)的六軸空間支架,2020年11月已使用第一代支架成功治療30例患者,2020年12月成功使用第2代產(chǎn)品完成2例臨床試驗(yàn),2021年1月美國(guó)FDA已批準(zhǔn)第2代產(chǎn)品上市[31]。此產(chǎn)品的最大特點(diǎn)是患者不用調(diào)節(jié)支架,完全由軟件控制的自動(dòng)化螺紋調(diào)節(jié)支架,并且可以將每日的調(diào)節(jié)量分解為2-20次完成,減少調(diào)節(jié)過程中患者的疼痛。

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圖4:以色列OrthoSpin公司研發(fā)的可以自動(dòng)調(diào)節(jié)的六軸空間支架



作者簡(jiǎn)介


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喬鋒

主任醫(yī)師,西安市紅會(huì)醫(yī)院中西醫(yī)結(jié)合骨科主任。擅長(zhǎng)髖、膝關(guān)節(jié)置換、四肢骨折、肢體畸形矯正等,尤其擅長(zhǎng)“微創(chuàng)保膝”,利用單髁置換術(shù)、脛骨高位截骨術(shù)、數(shù)字六軸外固定架技術(shù)等治療中晚期膝關(guān)節(jié)炎以及下肢復(fù)雜畸形。自主設(shè)計(jì)的截骨導(dǎo)向器,被同行稱為“截骨神器”;設(shè)計(jì)截骨術(shù)前測(cè)量方法,術(shù)中無需透視力線即可獲得良好的力線矯正;自主設(shè)計(jì)數(shù)字六軸外固定架QSF,無論復(fù)位精度、固定效果、操作便捷與學(xué)習(xí)曲線等方面,均明顯優(yōu)于國(guó)際上同類產(chǎn)品;自主設(shè)計(jì)3D打印骨科外固定架,具有自動(dòng)復(fù)位骨折功能,而且可以精確控制骨折處的力學(xué)環(huán)境和固定方式,手術(shù)時(shí)間不到1.5分鐘,術(shù)中無需透視,操作簡(jiǎn)單,術(shù)后即可下地行走,居世界領(lǐng)先地位。

學(xué)術(shù)兼職:中國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)骨科醫(yī)師分會(huì)創(chuàng)新與轉(zhuǎn)化學(xué)組副組長(zhǎng),中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會(huì)骨傷科分會(huì)保膝專委會(huì)副主任委員及外固定學(xué)組常委,中國(guó)中醫(yī)藥研究促進(jìn)會(huì)骨科分會(huì)保膝學(xué)組副組長(zhǎng),中國(guó)老年保健協(xié)會(huì)骨關(guān)節(jié)保護(hù)與健康分會(huì)委員會(huì)常委及外固定與矯形學(xué)組組長(zhǎng),中國(guó)醫(yī)學(xué)救援協(xié)會(huì)運(yùn)動(dòng)傷害分會(huì)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)傷害學(xué)組副組長(zhǎng),中國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)骨科醫(yī)師分會(huì)保膝學(xué)組委員,中國(guó)研究型醫(yī)院學(xué)會(huì)關(guān)節(jié)保護(hù)與肢體矯形學(xué)組委員,中華醫(yī)學(xué)會(huì)骨科學(xué)分會(huì)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)組委員,中國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)骨科醫(yī)師分會(huì)外固定與肢體重建學(xué)組委員,陜西省骨與關(guān)節(jié)學(xué)會(huì)中西醫(yī)結(jié)合分會(huì)副會(huì)長(zhǎng),西安市中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會(huì)骨傷科專業(yè)委員會(huì)主任委員。AO膝關(guān)節(jié)炎講師團(tuán)講師,Oxford單髁講師團(tuán)講師,SLED單髁講師團(tuán)講師,ASAMI中國(guó)部第一屆外固定與肢體重建講師團(tuán)專家,國(guó)際矯形與創(chuàng)傷外科學(xué)(SICOT)基礎(chǔ)組委員。

獲國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)2項(xiàng)、實(shí)用新型專利授權(quán)14項(xiàng),獲2016西安市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)(主持), 2016 COA Most Valuable Design Top10一等獎(jiǎng)。

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石博文

天津市天津醫(yī)院肢體矯形二病區(qū)主治醫(yī)師。研究方向:肢體延長(zhǎng)與功能重建, 2017年-2018年在英國(guó)利物浦皇家醫(yī)院進(jìn)修學(xué)習(xí)。

學(xué)術(shù)兼職:國(guó)際ASAMI中國(guó)部第一屆外固定與肢體重建講師團(tuán)講師、中國(guó)老年保健協(xié)會(huì)骨關(guān)節(jié)保護(hù)與健康分會(huì)委員、中國(guó)殘疾人康復(fù)協(xié)會(huì)肢體殘疾康復(fù)專業(yè)委員會(huì)脊柱裂學(xué)組青年委員兼秘書、天津市中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會(huì)骨傷科專業(yè)委員會(huì)青年委員、天津市生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)生物力學(xué)專業(yè)委員會(huì)青年工作委員會(huì)委員、天津市抗衰老學(xué)會(huì)骨科專業(yè)委員會(huì)創(chuàng)傷學(xué)組組員。



獻(xiàn)



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